Вихідні дані для розрахунку

1. Витрата розчину G= 2500 кг/ч.

2. Початкова (вихідна) концентрація розчину X_поч = 5%.

3. Кінцева концентрація розчину X_кін = 40%.

4. Тиск гріючої пари Р_г.п = 0,6 МПа.

5. Тиск вторинної пари р_вт = 0,015 МПа.

6. Розчин надходить в установку підігрітим до температури 100 °С.

Подача установки по випарюваній воді

W = G (1 – (Х_поч / Х_кін)) = = 0,6 кг/с.

Перевіряємо кінцеву концентрацію випареного розчину:

Х_кон = G Х_поч / (G – W) = = 0,36 = 36%

Надалі розрахунок можна виконувати на I кг розчину, що надходить на випарювання:

w= W / C = = 0,86 кг.

Питома теплоємність розчину при початковій концентрації

С = (С_сух Х_поч + (100-х_поч)) / 100 = = 1,15 кДж/(кг·К),

де С_сух – питома теплоємність речовини в чистому виді, кДж/(кг·К),

С_сух = 4,13 кДж/(кг · K).

Температурну депресію знаходять по довідкових матеріалах [2], ∆₊ =28°С.

Гідростатичну і гідравлічну депресію можна прийняти

∆r + ∆_гідр = 2°С.

Тоді сумарна депресія

å∆ = ∆₊ + ∆r + ∆_гідр = 28,0 + 2,0 = 30°С.

Температура кипіння розчину

t_кр = 54 + 30 = 84°С.

По таблицях водяної пари необхідно знайти ентальпії гріючої і вторинної пари:

Р_г._п = 0,6 мПа; i_г.п = 2765 кДж/кг;

Р_в._т = 0,15 мПа; i_в.т = 2489 кДж/кг.

Коефіцієнти випару і самовипару:

a_і = = 1,12;

b = = 0,034,

де t₀ – температура кипіння розчину на вході в апарат, °С.

Питома витрата гріючої пари

d_г.п = = 0,82 кг/кг.

Загальна витрата пари

D = d G_нач = 0,82´ 2500 = 2052 кг/г.

Теплова подача апарата

Q = D (i_г.п – t_п) = 2052 (2765 – 158) = 5349564 кДж/г.

Температурний напір

Dt = 158,0 – 80,0 = 78°С.

При розрахунку приймають коефіцієнт теплопередачі в I год
К =1530 кДж/(м²·K).

Площа поверхні нагрівання установки

F= = 44,9 м².

За ГОСТ II 987-8I вибираємо випарний апарат з наступними характеристиками:

номінальна площа поверхні теплообміну, м² 63

діаметр труб, мм 38x2

висота труб, мм 4000

діаметр гріючої камери, мм 800

загальна висота апарата, мм 13000

3.3.3. Приклад розрахунку багатокорпусної випарної установки

Задача. Розрахувати прямоточну з природною циркуляцією багатокорпусну випарну установку для концентрування розчину хлористого кальцію.