2017-11-01
1062
Выпарная установка работает при кипении раствора в трубах при оптимальном уровне. При расчете выпарного аппарата мы приняли высоту труб 
. При расчете установки мы приняли: тепловая нагрузка Q=3136,5кВт; средняя температура кипения раствора сульфата магния 
=85,480С; температура конденсации сухого насыщенного водяного пара tконд=132,90С. Для кипящего раствора коэффициент теплопроводности раствора сульфата магниямы рассчитываем по формуле:
, (3.19)
где, 
=0,25007, 
- коэффициент теплопроводности воды, 
:
, (3.20)
.
Тогда по формуле 3.20 получаем:
Средняя разность температур:
tконд-tкип=132,9-85,48=47,42К
Находим коэффициент теплоотдачи от конденсирующегося водяного пара к поверхности вертикальных труб по формуле:
(3.21)
Где Аt=7330 (/1/,табл.4.6,стр.162).
Следовательно,
qконд= 
Коэффициент теплоотдачи от стенки труб к кипящему раствору:
(3.22)
Где
(3.23)
Плотность раствора, рассчитанная по формулам 3.9 и 3.10,равна:
Плотность пара находим по(/1/,табл.LVI, стр 548)
=0,3535 
Таким образом, по формуле 3.23 получаем:
Динамический коэффициент вязкости рассчитывается по формуле:
lgμ=lg μ0+(d0+d1t+d2t2)x (3.24)
где t – температура раствора, 
, d0=2,8702, d1= - 0,007488, 
(3.25)
При средней температуре кипения раствора получаем:
Поверхностное натяжение берем по (/1/,табл. ХХIII,стр.526) для сульфата магния 10% концентрации:
Н/м
Подставляя найденные значения в формулу 3.22 получаем:
Принимаем тепловую проводимость загрязнений (/1/,табл. XXXI,стр.531) стенки со стороны греющего пара 11600 
и со стороны кипящего раствора 5800 . Коэффициент теплопроводности стали по (/1/,табл.XXVIII,стр.529) принимаем равным: 
,
По (/3/,табл.2.2,стр.16) толщину труб принимаем равной 2 мм. Тогда
.
Для расчёта коэффициента теплопередачи принимаем метод последовательных приближений. Для определения исходного значения 
, учитывая: что при установившемся режиме теплопередачи 
, выражаем 
через :
Затем рассчитываем исходные значения и 
, принимая 
:
Находим значение
Составляем расчётную таблицу 3.3,в которую записываем исходные данные 
, , 
, 
и результаты последующих расчётов.
Температурный режим работы выпарной установки Таблица 3.3
| Приближения и проверочный расчёт | Конденсация греющего пара | |||||||
 , |  , |  ,  |  ,  | ,  | ||||
| I | 132,9 | 129,33 | 3,57 | 7695,45 | 27472,76 | |||
| II | 132,9 | 125,94 | 6,96 | 6512,52 | 45327,14 | |||
| III | 132,9 | 123,57 | 9,33 | 6052,44 | 56469,27 | |||
| IV | 132,9 | 122,42 | 10,48 | 5879,09 | 61612,96 | |||
| V | 132,9 | 121,95 | 10,95 | 5814,97 | 63673,93 | |||
| Приближения и проверочный расчёт | Стенка и ее загрязнения | Кипение раствора | ||||||
  |  , К |  , | |  , К | , |  ,  | ||
| I | 3315,33 | 8,29 | 121,04 | 85,48 | 35,56 | 78350,57 | ||
| II | 3315,33 | 13,67 | 112,27 | 85,48 | 26,79 | 82418,92 | ||
| III | 3315,33 | 17,03 | 106,57 | 85,48 | 21,09 | 75121,93 | ||
| IV | 3315,33 | 18,58 | 103,84 | 85,48 | 18,36 | 69311,09 | ||
| V | 3315,33 | 19,2 | 102,75 | 85,48 | 17,27 | 66642,12 | ||
I.Первое приближение:
;
;
;
;
;
;
;
.
В первом приближении: 
.
II.Второе приближение.
Рассчитываем по первому приближению 
:
Тогда
.
Величину 
определяем, принимая 
при 
;
Затем выполняем аналогичный расчёт(см. строку 11 в табл.3.3).
Расхождение 
по второму расчету:
82418,92-45327,14/82418,92=45%>5%
III.Третье приближение.
Рассчитываем по второму приближению 
:
Тогда
Величину 
определяем, принимая 
при 
:
Затем выполняем аналогичный расчёт (см. строку III в табл.3.3).
Расхождение по третьему расчёту:
75121,93-56469,27/75121,93=0,25>5%
IV Четвёртое приближение.
Рассчитываем по третьему приближению 
:
Тогда
Величину 
определяем, принимая 
при 
:
Затем выполняем аналогичный расчёт (см. строку IV в табл.3.3)
Расхождение по четвертому расчёту:
69311,09-61612,96/69311,09=0,11>5%
По результатам третьего и четвертого приближения строим график 
Полагая что при малых изменениях температуры поверхностные плотности линейно зависят от 
,графически определяем 
V. Проверочный расчёт.
Расчёты аналогичны расчётам первого приближения.
Расхождение :
66642,12-63673,93/66642,12=0,044=4,4%<5%
По данным последнего приближения определяем коэффициент теплопередачи:
Площадь поверхности теплоотдачи:
По (/3/ Таблице 2.2 стр.16) принимаем аппарат Тип 1,Исполнение 2, группа А(С выносной греющей камерой и кипением в трубах),с площадью теплопередачи 63 
(действительная),трубы 38´2 мм, длинной Н=4000мм,т.е. с запасом 63-48,39/48,39=0,30=30%.
