![]() |
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Определение температур кипения растворов
Общий перепад давлений в установке равен, кПа
где РГ1 - давление греющего пара в первом корпусе, МПа; PБК - давление греющего пара в барометрическом конденсаторе, МПа. Подставив, получим, МПа В первом приближении общий перепад давлений распределяют между корпусами поровну. Тогда давления греющих паров в корпусах (в МПа) равны:
Давление пара в барометрическом конденсаторе
Что соответствует заданной величине РБК. Таблица 1 Давления паров по температуре и энтальпии [2].
При определении температуры кипения растворов в аппаратах исходят из следующих допущений. Распределение концентраций раствора в выпарном аппарате с интенсивной циркуляцией практически соответствует модели идеального перемешивания. Поэтому концентрацию кипящего раствора принимают равной конечной в данном корпусе и температуру кипения раствора определяют при конечной концентрации. Изменение температуры кипения по высоте кипятильных труб происходит вследствие изменения гидростатического давления столба жидкости. Температуру кипения раствора в корпусе принимают соответствующей температуре кипения в среднем слое жидкости. Таким образом, температура кипения раствора в корпусе отличается от температуры греющего пара в последующем корпусе на сумму температурных потерь от температурной (Δ ’), гидростатической (Δ ”) и гидродинамической (Δ ”’) депрессий. Гидродинамическая депрессия обусловлена потерей давления пара на преодоление гидравлических сопротивлений трубопроводов при переходе из корпуса в корпус. Обычно в расчётах принимают Δ ”’ = 1, 0… 1, 5 °С на корпус. Примем для каждого корпуса Δ ”’ = 1 °С Тогда температуры вторичных паров в корпусах (в °С) равны Сумма гидродинамических депрессий Таблица 2 Температуры вторичных паров по их давления [2]
Гидростатическая депрессия обусловлена разностью давлений в среднем слое кипящего раствора и на его поверхности. Давление в среднем слое кипящего раствора РСР каждого корпуса определяется по уравнению
где РВП – давление вторичных паров, МПа; Н – высота кипятильных труб в аппарате, м; ρ – плотность кипящего раствора, кг/м3; ε – паронаполнение (объёмная доля пара в кипящем растворе), м3/м3. Для выбора значения Н необходимо ориентировочно оценить поверхность теплопередачи выпарного аппарата FОР. При кипении водных растворов можно принять удельную тепловую нагрузку аппарата с принудительной циркуляцией примем q = 40000 Вт/м2. Тогда поверхность теплопередачи первого корпуса ориентировочно равна где r1=2075кДж/кг – теплота парообразования вторичного пара [2]. По ГОСТ 11987-81 трубчатые аппараты с естественной циркуляцией (тип 2, исполнение 1) состоят из кипятильных труб высотой 4 м при диаметре dН = 38 мм и толщине стенки δ СТ =2 мм. Примем высоту кипятильных труб Н =5 м. При пузырьковом (ядерном) режиме кипения паронаполнение примем ε = 0, 5. Плотность водных растворов при температуре 35 °С и соответствующих концентрациях в корпусах равна [3] ρ 1 =1027 кг/м3; ρ 2 =1222 кг/м3. При определении плотности растворов в корпусах пренебрегаем изменением её с повышением температуры от 35 °С до температуры кипения ввиду малого значения коэффициента объёмного расширения и ориентировочно принятого значения ε. Давления в среднем слое кипятильных труб корпусов (в Па) равны
Таблица 3 Зависимость давления от температуры кипения и теплоты испарения растворителя [2]
Определяем гидростатическую депрессию по корпусам (°С)
Сумма гидростатических депрессий равна:
Температурная депрессия Δ определяется по уравнению:
где Т – температура паров в среднем слое кипятильных труб, К; rВП– теплота парообразования вторичного пара, кДж/кг;
Находим значение Δ ’ по корпусам (в °С)
Сумма температурных депрессий равна: Температуры кипения растворов в корпусах равны (в °С):
В аппаратах с вынесенной греющей камерой и естественной циркуляцией обычно достигаются скорости раствора
где ρ – плотность раствора, кг/м3; S – сечение потока в аппарате, м2. Сечение потока в аппарате S рассчитываемое по формуле:
где dВН – внутренний диаметр труб, м; Н – принятая высота труб, м. Таким образом, перегрев раствора в j-м аппарате Δ tперj равен:
где IВП – энтальпия вторичного греющего пара, кДж/кг; сВ, сН – теплоемкости соответственно воды и конденсата греющего пара, кДж/(кг tК – температура конденсата греющего пара, К; М – масса конденсата, кг. Полезная разность температур в каждом корпусе может быть рассчитана по уравнению:
Анализ этого уравнения показывает, что величина Δ tпер/2 представляет собой дополнительную температурную потерю. В связи с этим общую полезную разность температур выпарных установок с аппаратами с вынесенной зоной кипения нужно определять по следующему выражению:
|
Последнее изменение этой страницы: 2017-05-11; Просмотров: 519; Нарушение авторского права страницы