Тепловой баланс выпарного аппарата
Уравнение теплового баланса выпарного аппарата:
(14)
гд 
– расход теплоты на выпаривание, Вт;
– расход теплоты на нагрев раствора до температуры кипения, Вт;
– расход теплоты на упаривание раствора до конечной концентрации, Вт;
– расход теплоты на компенсацию потерь в окружающую среду, Вт;
Расход теплоты на компенсацию потерь в окружающую среду
Расход теплоты на компенсацию потерь в окружающую среду Qпот при расчёте выпарных аппаратов принимается 3-5% от суммы ( 
+ ) [2], с 247. Следовательно:
(15)
Температуру исходного раствора tнач, поступающего в выпарной аппарат из теплообменника примем на 2°С меньше tкип:
tнач = tкон-2 (16)
tнач = 76,05 – 2 = 74,05 °С
Расход теплоты на нагрев:
Qнагр= Gнач снач (tкип-tнач) (17)
где Gнач – производительность по разбавленному раствору
снач – удельная теплоёмкость раствора при tнач и начальной концентрации Хнач , Дж/(кг К) (Приложение 1, п.3)
Qнагр= 5,555 3,992*103 (76,05-74,05)=4,436 104 Вт
Расход теплоты на испарение:
Qисп=W×(iвт.п - св×tкон) (18)
гдеiвт.п – удельная энтальпия вторичного пара на выходе из аппарата при температуре tкон, из таблицы [2], табл.LVI, кДж/кг;
св – удельная теплоёмкость воды при tкон, (Приложение 1, п.3) Дж/(кг К)
iвт.п =2638 кДж/кг,
св=4201 Дж/(кг К)
Qисп=4,106×(2638×103 - 4201×76,05)=9,52×106 Вт
Q = 1.05 (Qнагр+ Qисп)
Q=1.05 (4.436×104+9,52×106) = 1,004×107 Вт
Определим удельный расход пара на выпаривание по формуле:
|
|
|
(19)
где Gгрп – расход греющего пара.
Определим расход греющего пара:
rгрп=2248,8 кДж/кг ([2] табл. LVI при температуре конденсации греющего пара)
кг/с
Тогда удельный расход греющего пара:
кггр.п/кгисп.влаги
Расчёт поверхности теплообмена выпарного аппарата
Для расчёта поверхности теплообмена выпарного аппарата запишем уравнение теплопередачи:
Q=K F Dtполезн. (20)
где К – коэффициент теплопередачи Вт/(м2 К)
F – площадь поверхности теплообмена, м2;
Коэффициент теплопередачи примем ориентировочно: [2], таблица 4.8
Найдем площадь поверхности теплообмена:
Выбор выпарного аппарата по каталогу
Произведём выбор аппарата по ГОСТ 11987-81. Для этого найденную площадь поверхности теплообмена следует увеличить на 10-20 %, для обеспечения запаса производительности.
Fв.ап.=1.1 F, (21)
Где Fв.ап. – площадь выпарного аппарата с учётом запаса производительности, м2;
Fв.ап.=1.1 502,15=552,4м2
Выберем выпарной аппарат с естественной циркуляцией, кипением в трубах и вынесенной греющей камерой (тип 1, исполнение 2) Наиболее подходящим вариантом данного аппарата является аппарат с площадью теплопередачи м2
Таблица 2. Основные размеры выпарного аппарата (по ГОСТ 11987-81)
|
|
|
| F, м2 | D, мм не менее | D1, мм не более | D2, мм не более | Н, мм не более | М, кг не более | d, мм |
| l=5000 мм | ||||||
| 560 м2 | 1800 | 4500 | 1200 | 17000 | 38300 | 38х2 |
F – номинальная поверхность теплообмена;
D – диаметр греющей камеры;
D1 – диаметр сепаратора;
D2 – диаметр циркуляционной трубы;
Н – высота аппарата;
М – масса аппарата;
d – диаметр кипятильных труб.
Дата добавления: 2018-10-26; просмотров: 645; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!