2017-11-01
537
DtСТ = 8633 . 4,1 .0,287 . 10-3 = 10,16 OC.
Dt2 = 19,56 –4,1 –10,16 = 5,3 OC.
q1 = 8633 . 4,1 = 35395 Вт/м2;
q2 = 6848 . 5,3 = 36294 Вт/м2;
Расчёт коэффициента теплопередачи в 3-ем корпусе .
DtСТ = 5722 . 16,0 .0,287 . 10-3 = 26,3 OC.
Dt2 = 53,17 –16,0 –26,3 = 10,87 OC.
q1 = 5722 . 16,0 = 91550 Вт/м2;
q2 = 8317 . 10,87 = 90410 Вт/м2;
.
Коэффициент теплоотдачи при кипении в плёночных выпарных аппаратах рекомендуется [10] определять по уравнению
где l - теплопроводность кипящего раствора, Вт/м.К;
tВ – температура вторичного пара, оС;
q - тепловая нагрузка, которая в расчёте принимается равной a.Dt1, Вт/м2;
d - толщина плёнки [м], рассчитываемая по уравнению:
n - кинематическая вязкость раствора, м2/с;
g – ускорение свободного падения м/с2 .
,
где m - вязкость кипящего раствора, Па.с;
Г – линейная массовая плотность орошения, рассчитываемая по уравнению Г=Gj/П, кг/м.с;
Gj - расход раствора, поступающего в j-ый корпус, кг/с;
П - смоченный периметр, м, П = p . dВН . n = FОР/H;
Значения коэффициентов и показателей степеней:
при q < 20000 Вт/м2, C = 163,5, n = 0,264, m = 0,685:
q > 20000 Вт/м2, C = 2,6, n = 0,203, m = 0,322.
В аппаратах с вынесенной зоной кипения, а также в аппаратах с принудительной циркуляцией обеспечиваются высокие скорости движения растворов в трубках греющей камеры и, как следствие этого, устойчивый турбулентный режим течения. Поэтому для вычисления коэффициентов теплоотдачи со стороны жидкости используется эмпирическое уравнение [7]:
Nu = 0,023 . Re0,8 . Pr0,4.
Значения физических свойств, входящих в критерии подобия, находят при средней температуре потока, равной:
.
2.1.8. Распределение полезной разности температур.
Распределение полезной разности температур по корпусам проводим из условия равенства поверхностей теплопередачи в аппаратах установки.
где DtПj, Qj, Kj полезная разность температур, тепловая нагрузка, коэффициент теплопередачи для j –го корпуса.
Проверка суммарной полезной разности температур установки:
åDtП = DtП1 + DtП2 + DtП3 = 26,36 + 27,09 + 32,41 = 85,86 0C.
2.1.9. Поверхность теплопередачи выпарных аппаратов.
Найденные значения поверхности теплопередачи выпарных аппаратов отличаются незначительно от ориентировочно определённой ранее FОР. Поэтому в последующих приближениях нет необходимости вносить коррективы на изменение конструктивных размеров аппаратов (высота, диаметр и число труб).
Таблица 3
Сравнение распределённых и рассчитанных значений полезных разностей температур.
| Корпуса | |||
| Распределённые в 1-ом приближении DtП, | 26,36 | 27,09 | 32,41 |
| Рассчитанные DtП, | 13,13 | 19,16 | 53,17 |
Как видно из табл. 3 рассчитанные полезные разности температур (из условия равного перепада давления в корпусах) и распределённые в 1-ом приближении (из условия равенства поверхности теплопередачи в корпусах) существенно различаются. Поэтому необходимо заново перераспределять температуры (давления) между корпусами установки. В основу этого перераспределения температур (давлений) кладут полезные разности температур, найденные по результатам распределения общей полезной разности из условия равенства поверхностей теплопередачи.
Второе приближение.
В связи с тем, что существенное изменение давлений по сравнению с первым приближением происходит только в 1 и 2 корпусах, где суммарные температурные потери незначительны, во втором приближении принимаем значения D/, D// и D/// для каждого корпуса такими же, как и в первом приближении.
Q1 = 1,03 . [11,12 . 3,9 . (156,84 –154,8) + 3,04 . (2762-4,19 . 156,84)] = 6515 кВт;
Q2 = 1,03 . [8,08 . 3,85 . (125,98 –156,84) + 3,21 . (2712-4,19 . 125,98)] = 6231 кВт;
Q3 = 1,03 . [4,87 . 3,58 . (87,43 –125,98) + 3,47 . (2596-4,19 . 87,43)] = 7186 кВт.
Таблица 4
Параметры растворов и паров по корпусам
| № | Параметры | 1 корпус | 2 корпус | 3 корпус |
| Производительность по выпаренной воде, W, кг/c | 3,04 | 3,21 | 3,47 | |
| Концентрация растворов X, % | 6,8 | 11,3 | 40,0 | |
| Температура пара, греющего 1 корпус tГ, оC | 183,2 | - | - | |
| Полезная разность температур DtП, оC | 23,36 | 27,09 | 32,41 | |
| Температура кипения раствора, tК=tГ-DtП, оC | 156,84 | 125,98 | 87,43 | |
| Температура вторичного пара, tВ=tК-(D/+D//), оC | 154,07 | 120,84 | 54,60 | |
| Давление вторичного пара PВ, Па | 52,97 . 104 | 20,04 . 104 | 1,54 . 104 | |
| Температура греющего пара, tГ= tВ-D///, оC | - | 153,07 | 119,84 |
2.2.2. Расчёт коэффициентов теплопередачи.
Расчёты, выполненные методом, описанным выше, приводят к следующим результатам:
K1 = 2022 Вт/м2. К;
K2 = 1870 Вт/м2. К;
K3 = 1673 Вт/м2. К.
