Поверхность теплопередачи выпарного аппарата

 

Поверхность теплопередачи определяют по формуле:

Сравнение распределённых из условия равенства поверхностей теплопередачи и рассчитанных значений полезных разностей температур представим в табл. 4.

 

 

Таблица 4. Сравнение распределённых и рассчитанных значений полезных разностей температур

Корпуса	1-й	2-й	3-й
Распределённые в 1-ом приближении
Рассчитанные	5,84	7,59	13,31

Как видно из табл. 4, рассчитанные полезные разности температур (из условия равного перепада давления в корпусах) и распределённые в 1-ом приближении (из условия равенства поверхности теплопередачи в корпусах) существенно различаются. Поэтому необходимо заново перераспределять температуры (давления) между корпусами установки. В основу этого перераспределения температур (давлений) кладут полезные разности температур, найденные по результатам распределения общей полезной разности из условия равенства поверхностей теплопередачи.

Второе приближение.

В связи с тем, что существенное изменение давлений происходит только в 1-ом и 2-ом корпусах, где суммарные температурные потери незначительны, во втором приближении принимаем такие же значения  для каждого корпуса, как и в первом приближении. Полученные после распределения температур (давлений) параметры растворов и паров по корпусам сводим в табл. 5.

Таблица 5. Параметры растворов и паров по корпусам

Параметры	1-й корпус	2-й корпус	3-й корпус
Производительность по выпаренной воде W, кг/с	0,15	0,17	0,18
Концентрация раствора х, %	12,1	14,9	20
Температура греющего пара по корпусам,	133,54
Полезная разность температур t п,
Температура кипения раствора t к= t г t п,	120	107,97	89,22
Температура вторичного пара t в= t к  ,	125,2	113,31	94,5
Давление вторичного пара Р в, Па
Температура греющего пара t г= t в ,		112,31	93,5

 

Находим тепловые нагрузки:

Коэффициенты теплопередачи во втором приближении:

где коэффициент, зависящий от физических параметров жидкости при температуре насыщения (табл. 2).

 

1-й корпус

1-е приближение

Примем .

Тогда:

Для определения коэффициента теплоотдачи от стенки к кипящему раствору выписываем физические свойства кипящих растворов Na₂CO₃ и их паров (табл. 6).

Таблица 6. Физические свойства кипящих растворов и паров по корпусам

Наименование параметра	1-й корпус	2-й корпус	3-й корпус
Теплопроводность раствора , Вт/(м^2 )	0,584	0,576	0,569
Плотность раствора , кг/м^3	1084	1140	1178
Теплоёмкость раствора с,   Дж/(кг )	3642	3148	3077
Вязкость раствора , Па	0,00123	0,0015	0,002
Поверхностное натяжение , Н/м	0,0746	0,0787	0,865
Теплота парообразования , Дж/кг	2181000	2 223000	2 257500
Плотность пара , кг/м^3	4,522	2,09	0,072
Плотность пара при 1 атм. , кг/м^3	0,579	0,579	0,579

 

     Как видно

2-е приближение.

Примем

2-й корпус.

1-е приближение.

Примем .

Тогда:

 

     Как видно

2-е приближение.

Примем

Тогда

3-й корпус.

1-е приближение.

Примем .

Тогда:

     Как видно

2-е приближение

Примем

Тогда

Коэффициенты теплопередачи в корпусах во втором приближении будут:

Распределение полезной разности температур по корпусам:

где соответственно полезная разность температур, тепловая нагрузка, коэффициент теплопередачи для j–го корпуса.

Подставив значения получаем:

Проверка суммарной полезной разности температур установки:

Сравнение полезных разностей температур, полученных в первом и втором приближениях, приводим в табл. 7.

Таблица 7. Сравнение полезных разностей температур

Корпуса	1-й	2-й	3-й
Распределённые , во 2-ом приближении
Распределённые , в 1-ом приближении

 

Различия в полезных разностях температур по корпусам из первого и второго приближения не превышают 5 %.

Поверхность теплопередачи выпарных аппаратов: