Определение температур и давлений в узловых точках технологической схемы

Температура вторичного пара в барометрическом конденсаторе :

Вакуум в конденсаторе составляет 250 мм рт. ст. = 0,3289 МПа.

Р_о = 1 – 0,329 = 0,671 атм = 0,067994 МПа.

По (/1/, табл. LVIΙ, стр. 549) находим, что при р_о = 0,671 атм → t_о = 88,16 °С.

Давление греющего пара: р_г.п. = 2 ат = 1,935683 атм.

По значению находим по (/1/, табл. LVII,стр. 549) температуру греющего пара → t_г.п. = 118,6 °С.

Помня соотношение t_г.п. > t_кип > t_кон > t₁ > t_о находим остальные температуры в узловых точках технологической схемы.

Температура вторичного пара в сепараторе выпарного аппарата . Определяется как температура насыщения при давлении р₁:

, (3.3)

- гидравлическая депрессия, °С

Величину принимаем по практическим данным равной =1,5 °С. Подставляем это значение в формулу (3.3):

t₁ = 88,2 + 1,5 = 89,7 °С.

По (/1/, табл. LVI, стр. 548) находим давление вторичного пара в сепараторе при температуре t₁ = 89,7 °С → р₁ = 0,7075 кгс/см² = 6,938 10⁴ Па

Температура кипения раствора в сепараторе выпарного аппарата, при которой конечный раствор t_кон выводится из аппарата определяется по формуле:

t_кон

 

где а = - 3,1 10^-1, b = - 41 10^-2, р – давление, Па.

Найдем значение температурной депрессии определяется по формуле:

Δt_депр = t_кон – t₁ = 91,65 – 89,7 = 1,95 °C

Гидростатическое давление в середине высоты труб при определяем по формуле:

, (3.5)

Высоту слоя раствора без учета наличия паровых пузырей в кипящем растворе (по уровномеру) определяем по формуле:

, (3.6)

где и - соответственно плотности раствора конечной концентрации и воды при средней температуре кипения , . Так как не известно, то принимаем . - рабочая высота труб, принимаем Н_тр = 4 м.

Плотность воды можно рассчитываем по формуле:

, (3.7)

ρ_в = 1000 – 0,62 20 – 0,00355 20² = 997,34 кг/м³

Плотность раствора ρ_р определяется по формуле:

, (3.8)

где а₀ = 1904,83 10^-4, а₁ = -248,78 10^-6, а₂ = -77,72 10^-8.

lgρ_p= lg997,34 + (1904,83 ·10^-4 + (-248,78·10^-6)·20 + (-77,72·10^-8)·20²)·0,15 = 3,026622716

Откуда ρ_р = 10^3,026622716 = 1063,218967 кг/м³.

Подставляем найденные значения и в формулу (3.6) и получаем:

Н_опт = (0,26 + 0,0014 · (1063,219 – 997,34)) · 4 = 1,4098 м

р_ср = 69382 + 0,5 · 1063,219 · 9,1 · 1,4098 = 76729,655 Па

Находим значение гидростатической депрессии :

Δt_г.эф. = t_ср - t_кон (3.9)

Δt_г.эф. = 94,35 – 91,65 = 2,7 °С

Находим сумму температурных потерь:

(3.10)

где - температурная депрессия, °С; - гидростатическая депрессия, °С.

∑Δt_пот = 1,5 + 1,95 + 2,7 = 6,15 °С.

Находим общую разность температур:

Δt_общ = t_г.п. – t₀ = 118,6 – 88,2 = 30,4 °С. (3.11)

Находим значение полезной разности температур :

, (3.12)

Δt_пол = 118,6 – 94,35 = 24,25 °С.

Начальную температуру раствора, входящего в выпарной аппарат, принимаем равной t_нач= 90,85 °С.

Таблица 3.2