Температуры кипения растворов

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 P_бк.

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. Р_вп1=0,486, Р_вп2=0,249, Р_вп3=0,0233 МПа. (табл. LVII [2, с.549]).

Давление в среднем слое кипящего раствора Р_ср 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 d_н=38 мм и толщине стенки δ_ст=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: