Многокорпусное выпаривание

Температурные потери

Лекция 6

Уравнение (94) используется для определения тепловой нагрузки. Потребная площадь теплопередачи определяется по основной расчетной формуле

.

Здесь искомая величина , а K - коэффициент теплопередачи определяется по известным формулам. Возникает проблема расчета полезной разности температур .

Обычно в однокорпусных выпарных установках известны давления греющего и вторичного паров, т.е. их температуры. Разность между температурами греющего и вторичного паров называют общей разностью температур выпарных аппаратов

. (96)

Общая разность температур связана с полезной разностью температур соотношением

. (97)

Здесь D¢ - концентрационная температурная депрессия; D¢¢ - гидростатическая температурная депрессия. D¢ определяют как разницу температур кипения раствора Т_{кип. р} и чистого растворителя Т_{кип. чр} при p = = const

D¢ = Т_{кип. р} – Т_{кип. чр}, Т_{кип. чр} = T_вп, D¢ = Т_{кип. р} - T_вп. (98)

Температура образующегося при кипении раствора вторичных паров ниже, чем температура кипения самого раствора, т.е. часть температур теряется бесполезно.

D¢¢ характеризует повышение температуры кипения раствора с увеличением гидростатического давления. Обычно по высоте кипятильных труб определяют среднее давление, и для этого давления определяют среднюю температуру кипения растворителя Т_ср.

Здесь p_a - давление в аппарате; r_пж - плотность парожидкостной смеси
в кипятильных трубах ; H - высота кипятильных труб.

D² = T_ср - T_вп, (99)

где T_ср - температура кипения растворителя при p = p_ср; T_вп - температура вторичного пара при давлении p_а.

В многокорпусной выпарной установке вторичный пар (рис. 3.2, 3.3) предыдущего корпуса используется в качестве греющего пара
в последующем корпусе. Такая организация выпаривания приводит
к значительной экономии греющего пара. Если принять по всем корпусам, то общий расход греющего пара на процесс уменьшается пропорционально числу корпусов. Практически, в реальных условиях такое соотношение не выдерживается, оно, как правило, выше.

Далее рассмотрим многокорпусную выпарную установку.

Уравнения материальных и тепловых балансов для многокорпусной выпарной установки (см. рис. 3.2), представляют собой систему уравнений, записанных для каждого корпуса в отдельности.

Уравнения материальных балансов позволяют определить количество испаренной воды в установке и концентрацию растворенного вещества
по корпусам при условии, если задан закон распределения испаренной воды по корпусам.

Общее количество испаренной воды в установке определяется как

(100)

Очевидно, что равно сумме количеств воды, выпариваемой
по корпусам

. (101)

Концентрацию растворов на выходе из каждого корпуса можно определить по уравнению (91):

– для первого корпуса:

(102)

– для второго корпуса:

; (103)

– для n-го корпуса:

. (104)

Уравнение теплового баланса для n-го корпуса (рис. 3.7) имеет вид

.

Здесь:

- - расход греющего пара для n-го корпуса;

- - расход вторичного пара;

- - расход исходного раствора;

- - расход упаренного раствора;

- - энтальпия греющего пара;

- - энтальпия исходного раствора;

- - энтальпия упаренного раствора;

- - энтальпия вторичного пара;

- - энтальпия конденсата греющего пара.

Рис. 3.7. Схема тепловых потоков для n-го аппарата

С помощью системы уравнений тепловых балансов для всех корпусов
и уравнения баланса испаренной жидкости определяют расход греющего пара в первом корпусе, расходы выпаренной воды в каждом корпусе
и их тепловые нагрузки.

Дата добавления: 2014-03-21; просмотров: 425; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!