Многокорпусная выпарная установка непрерывного действия с равными поверхностями нагрева

t₀ = 85⁰C

P_гр = 0,4МПа = 4,1 ат по [1], табл. LVI, c.548, табл. LVII c. 549Þ T₁=143° С

P₂ = 0,01 МПа = 0,10ат 

1. Расчет  количества выпариваемой воды и распределение ее по корпусам. Расчет концентрации a₁

 кг/с

 

(15,7% масс.)

2. Расчет  температурных депрессий и температуры кипения раствора.

 [2] с.14 табл.1 при 100кПа

По правилу  Бабо:

 

по [1], табл. LVI, c.548, табл. LVII c. 549

Определим поправку Стабникова [1], табл. 5-2 с.251

3. Расчет  суммарной полезной разности

Примем d_г=1,5°С

Распределение D_S между корпусами

Пусть D₁:D₂= 1:1,5, тогда D₁=13,4 ; D₂=20,0 .

4. Таблица первого приближения

Первое приближение

5. Расчет  тепловой нагрузки по корпусам

 

 при t_o=85 ^oC и a_o=10%

 при T₂=124,8 ^oC

 при (t₁ t₂)

Расчет теплового баланса

6. Подготовка  к расчету поверхности  теплообмена корпусов

А) Зададимся произвольно ориентировочным коэффицентом теплоотдачи:

К_ор=1200 Вт/м² К

Тогда ориентировочная  поверхность телпообмена равна

Б) Расчет множителей А_i и В_oi

При Р_гр(1)=4,10 ат Т_н=144^оС [1] табл.LVII c.549-550

А_о(1)=12,93 10 ³ Вт/м^7/4с^3/4  [3], табл. 4-5, с. 149]

При Р_гр(2)=2,37 ат Т_н=124,6^оС [1] табл.LVII c.549-550

А_о(2)=12,73 10 ³ Вт/м^7/4с^3/4 [3], табл. 4-5, с. 149]

В) Исходя из соображений коррозии по для насыщенного раствора NaCl при t_кип :

Диаметр труб

Толщина стенки

Высота труб

 

Г) Расчет коэффициента φ

Рабочее давление P над раствором и упругость паров P_s при t_кип раствора:

[1] табл.LVI c.548-549

 

7. Расчет поверхности  теплообмена

 

 

Определение поверхности  теплообмена

Уточнение и

 

 
 

Невязка 0

8. Уточненные  параметры ведения  процесса

9. Новая проверка W_i и Q_i в соответствии с значениями второго приближения

А)  

 при t_o=85 ^oC и a_o=10%

 при T₂=124,8 ^oC

 при (t₁ t₂)

Б) Расчет теплового баланса

10. Расчет  погрешностей расчета

<3%

<3%

Первое приближение сошлось.

Принимаем:

11. Определение расхода греющего пара

12. Выбор стандартного выпарного  аппарата

Выбор стандартного выпарного аппарата производится по значению F, полученному выше изложенным расчетом с учетом отложений на поверхности теплообмена путем ввода коэффициента использования ψ, величина которого находится в пределах 0,7 0,8.

Зная номинальную  поверхность теплообмена, выбираем размеры выпарного аппарата в  соответствии с ГОСТ 11987-81 [4] c.182, Приложение 4.2 Основные размеры выпарных аппаратов

Техническая характеристика выпарного аппарата с естественной циркуляцией и вынесенной греющей  камерой (тип1, исполнение2) [5], табл.8, с.22:

F_номин=125м²;

F_действ=112 м²;

L_труб=5000 мм;

n_труб=211 шт;

D_{гр.камеры}=800 мм;

D_{сепаратор}=1000 мм;

D_{цирк.трубы}=325 мм;

H_апп=9400 мм;

H_{верхн.камеры} =800 мм;

Н_{брызгоулов}=1600 мм;

М=5900 кг.

Условное давление в греющей камере от 0,014 до 1,0 МПа, в сепараторе от 0,0054 до 1,0 МПа

 

13. Тепловая  изоляция аппарата

Тепловая изоляция применяется для уменьшения потерь тепла в окружающую среду и расхода греющего пара.

Для изоляции используют материалы с низкой теплопроводностью. Задача расчета состоит в определении  толщины слоя изоляции , наносимого на внешнюю поверхность аппарата.

, где 

l_из  - теплопроводность изоляционного материала; примем в качестве изоляционного материала совелит (85% магнезин и 15% асбест).

.

- температура наружной поверхности  аппарата, примем