2020-01-14
147
Общий перепад давления в установке равен [11]:
 ,
| (4) |
где 
– общий перепад давления в установке; 
– давление греющего пара в первом корпусе; 
– давление пара в барометрическом конденсаторе.
Откуда
 .
|
В первом приближении общий перепад давлений распределяют между корпусами поровну, т.е. они вычисляются по формулам:
 ;  ;  ,
| (5) |
где – общий перепад давления в установке; 
– давление греющего пара в і -ом корпусе; – давление пара в барометрическом конденсаторе.
Таким образом, имеем следующие значения давления греющего пара по корпусам установки и в барометрическом конденсаторе:
 ;
 ;
 ;
 .
|
В таблице 1 приведены характеристики греющих паров, найденные по известным значениям давлений этих паров [12].
Таблица 1
Характеристики греющих паров
| Давление, МПа | Температура, оС | Энтальпия, кДж/кг |
|  105
|  2684
|
|  95
|  2667
|
|  80
|  2642
|
|  50
|  2591
|
Физико-химическую депрессию томатных соков можно рассчитать по формуле [2, С. 67]:
 ,
| (6) |
где 
– концентрация сухих веществ; р 
– давление.
В качестве значений концентраций сухих веществ используем значения концентрации томатной пасты в корпусах, вычисленные по формулам (3). Тогда получим такие значения физико-химической депрессии томатных соков по корпусам:
|
Температура кипения раствора в корпусе отличается от температуры греющего пара в последующем корпусе на сумму температурных потерь от температурной депрессии 
, гидростатической депрессии 
и гидродинамической депрессии 
.
Гидродинамическая депрессия обусловлена потерей давления пара на преодоление гидравлических сопротивлений трубопроводов при переходе из корпуса в корпус. Приближенно можно считать 
С на корпус [11]. Тогда температуры вторичных паров в корпусах равны:
 ;  ;  ,
| (7) |
где 
– температура вторичного пара в i -ом корпусе; 
– температура греющего пара в i -ом корпусе; 
– гидродинамические депрессии по корпусам.
Из формул (7), используя значения температур греющих паров по корпусам из табл. 1, находим:
 ;
 ;
 .
|
По температурам вторичных паров определим такие их характеристики как давление и плотность [12].
Таблица 2
Характеристики вторичных паров
| Температура, оС | Давление, МПа | Плотность, кг/м3 |
|  0,08786
| 1006 |
|  0,0495
| 1017 |
|  0,0131
| 1124 |
Для определения температур кипения растворов в среднем слое найдем вспомогательные характеристики.
Давление в среднем слое кипятильных труб корпусов находится по формуле [2]:
 ,
| (8) |
где 
– высота кипятильных труб аппарата, м;
– плотность кипящего раствора, кг/м3;
– паронаполнение (объемная доля пара в кипящем растворе) м3/м3.
Будем считать [11], что объемная доля пара в кипящем растворе приближенно равна 
, высота кипятильных труб 
м, а плотность кипящего раствора и давление вторичных паров определяется из табл. 2, тогда
|
Этим давлениям соответствуют температуры кипения томатного сока и теплота испарения влаги, которые приведены в табл. 3.
Таблица 3
Характеристики томатной пасты в среднем слое кипятильных труб
| Давление, Мпа | Температура, оС | Теплота испарения, кДж/кг |
|  99,0
|  2382
|
|  85,5
|  2420
|
|  64,0
|  2453
|
Поверхность теплопередачи первого корпуса 
ориентировочно равна [11]:
 ,
| (9) |
где 
– поверхность теплопередачи первого корпуса; 
– теплота парообразования вторичного пара; 
– удельная тепловая нагрузка аппарата.
Для аппаратов с принудительной циркуляцией можно принять 
[11], а теплоту парообразования вторичного пара равной 
[19].
После подстановки всех значений в формулу (9) получаем поверхность теплопередачи первого корпуса равной:
.
Гидростатические депрессии 
по корпусам определяются по формулам [11]:
 ;  ;  .
| (10) |
Откуда
 ;  ;
 .
|
Сумма гидростатических депрессий равна
Температурная депрессия определяется по формуле [11]:
 ,
| (11) |
где 
– температура паров в среднем слое кипятильных труб; 
– температурная депрессия при атмосферном давлении; 
– теплота испарения в среднем слое кипятильных труб.
Справочные данные для формулы (11) возьмем из [19]. После подстановок получим:
|
Сумма температурных депрессий равна:
.
Температуры кипения растворов в корпусах определяются по формуле [11]:
 ,  ;
 ,
| (12) |
где 
– температура кипения раствора в i -ом корпусе; 
– температура греющего пара в i -ом корпусе; 
– температурная депрессия; 
– гидростатическая депрессия; 
– гидродинамическая депрессия.
Таким образом, температуры кипения растворов в корпусах соответственно равны:
 ;
 ;
 .
|
Площадь сечения потока определим по формуле [2]:
 ,
| (13) |
где 
– площадь сечения потока; 
– поверхность теплопередачи; 
– внутренний диаметр труб; 
– высота кипятильных труб аппарата.
По формуле (13) получим такую площадь сечения потока:
|
