Общий перепад давлений в установке равен:
В первом приближении общий перепад давлений распределяют между корпусами поровну. Тогда давления греющих паров в корпусах равны:
Давление пара в барометрическом конденсаторе:
что соответствует заданному значению Pбк.
По давлениям паров находим их температуры и энтальпии из табл. LVII [2, с.549]
Таблица1-Температуры греющих паров
Р, МПа | t, °C | I, кДж/кг |
Pг1=0,7 | tг1=174,39 °C | Iг1=2769,95 |
Pг2=0,474 | tг2=149,72 | Iг2=2752,32 |
Pг3=0,248 | tг3=114,32 | Iг3=2720,56 |
Pбк=0,023 | tбк=62,76 | Iбк=2611,42 |
Примем гидродинамическую депрессию Δ'''=1 град. Тогда температуры вторичных паров равны:
Cумма гидродинамических депрессий:
°C
По температурам вторичных паров определим их давления. Рвп1=0,486, Рвп2=0,249, Рвп3=0,0233 МПа. (табл. LVII [2, с.549]).
Давление в среднем слое кипящего раствора Рср каждого определяется по уравнению
,
где Н-высота кипятильных труб в аппарате, м; ρ – плотность кипящего раствора, кг/м3; ε – паронаполнение (объёмная доля пара в кипящем растворе), м3/м3.
Принимаем тепловую нагрузку аппаратов q=20000 Вт/м2. Тогда поверхность теплопередачи 1-го корпуса ориентировочно равна:
|
|
м2,
где r1 – удельная теплота парообразования, Дж/кг.
По ГОСТ 11987-81 трубчатые аппараты с естественной циркуляцией и вынесенной греющей камерой (тип 1, исполнение 2) состоят из кипятильных труб высотой 4 и 5 м при диаметре dн=38 мм и толщине стенки δст=2 мм. Примем высоту кипятильных труб H=4 м.
При пузырьковом режиме кипения примем паронаполнение ε=0,5. Плотность водных растворов Сa(NO3)2 при концентрациях равна:
ρ1=1061,621, ρ2=1107,22, ρ3=1354,2
Давления в среднем слое кипятильных труб корпусов (в Па) равны:
=49,64 ;
;
=3,66
Этим давлениям соответствуют следующие температуры кипения и теплоты испарения растворителя:
Таблица 2 -Температуры кипения
Р, МПа | t, °C | r, кДж/кг |
P1ср=0,4964 | t1ср=151,52 | г1=2115,68 |
P2ср=0,2599 | t2ср=128,23 | г2=2183,99 |
P3ср=0,0366 | t3ср=73,59 | г3=2324,32 |
Определим гидростатическую депрессию по корпусам (в °C):
Сумма гидростатических депрессий:
°C
Температурную депрессию определим по уравнению:
,
где Т-температура паров в среднем слое кипятильных труб, К; - температурная депрессия при атмосферном давлении (табл.XXXVI [2; с.535]). Ищем значения температурной депрессии по корпусам:
Сумма температурных депрессий:
°C
Температуры кипения растворов в корпусах равны: