Выпарная двухкорпусная установка гидроксид натрия

      t_к2 = t_вп2+D₂``+D₂` = 70,1+8,1+14,7 = 92,9 °C.

8. Полезная  разность температур

      Dt_п1 = t_гп1 – t_к1 = 127,4 – 118,5 = 8,9 °С,

      Dt_п2 = t_гп2 – t_к2 = 109,3 – 92,9 = 16,4 °С,

      SDt_п = Dt_п1 + Dt_п2 = 8,9+16,4 = 25,3 °С.

      Проверяем полезную разность температур

      SDt_п = t_г1 –t_бк – (SDt```+ SDt``+SDt`) =

      127,4 – 69,1 – (20,7+10,3+2) = 25,3 °С.

6. Тепловые  нагрузки корпусов

Составляем  тепловые балансы по корпусам и баланс по воде

Q₁ = D(I_гп1 – i₁) = [w₁(I_вп1 – с_вt_к1)](1+m),

Q₂ = w₁(I_гп2 – i₂) = [(G_н – w₁)c₁(t_к2 – t_к1) + w₂(I_вп2 – с_вt_к2)](1+m),

W = w₁+w₂.

где D – расход греющего пара,

       с₁ = 3,56 кДж/кг×К – теплоемкость раствора после 1-го корпуса,

       Энтальпии пара и жидкости [1c. 550]:

       I_гп1 = 2716 кДж/кг, i₁ = 535 кДж/кг,

       I_гп2 = I_вп1 = 2692 кДж/кг, i₁ = 462 кДж/кг,

       I_вп2 = 2625 кДж/кг.

       с_в = 4,19 кДж/кг×К – теплоемкость воды [1 c. 537],

          m = 3% – коэффициент, учитывающий тепловые потери.  

Q₁ = D(2716-535)=1,03[w₁(2692-4,19×118,5)]

Q₁ = w₁(2692-462)=1,03[(2,50-w₁) 3,56(92,9-118,5)+w₂(2625-4,19×92,9)]

1,67 = w₁+w₂ 

Решая данную систему, получаем:

w₁ = 0,81 кг/с,   Q₁ = 1831 кВт,

w₂ = 0,86 кг/с,   Q₂ = 1806 кВт,

D = 0,84 кг/с

7. Поверхность теплообмена

3. Тепловое  сопротивление стенки

      

где d_ст = 0,002 м – толщина стенки трубки;

             l_ст=17,5 Вт/м×К – теплопроводность нержавеющей стали [1 c.529];

             r₁=r₂=1/5800 м×К/Вт– тепловое сопротивление загрязнений[1 .531];

      S(d/l) = 0,002/17,5 + 1/5800 + 1/5800 = 4,6×10^-4 м×К/Вт.

4. Коэффициент теплоотдачи от пара к стенке (первый корпус)

      где m₁ = 0,218×10^-3 Па×с – вязкость конденсата [1 c.537];

       l₁ = 0,684 Вт/м×К – теплопроводность конденсата;

             r₁ = 937 кг/м³ – плотность конденсата;

      Dt₁ – разность температуры конденсации пара и температуры стен-

       ки со стороны пара, предварительно принимаем Dt₁ = 1 °C;

      a₁ = 2,04(0,684³×937²×2181000/0,218×10^-3×1×4)^0,25 =10503 Вт/м²×К.

Для установившегося процесса теплопередачи  справедливо уравнение для удельного теплового потока:

      

, тогда

      Dt_ст = a₁Dt₁S(d_cт/l_ст) =10503×1×4,6×10^-4 = 4,8 °С,

      Dt₂ = Dt_п  – Dt₁ – Dt_ст = 8,9 – 4,8 – 1 = 3,1 °С.

5. Коэффициент теплоотдачи от стенки к кипящему раствору

      a₂ = Aq^0,6

      

,

      Теплофизические свойства кипящих растворов NaОН

 

A = 780×0,731^1,3×1117^0,5×1,236^0,06/[0,082^0,5×2223000^0,6×0,579^0,66×3560^0,3×(0,52×10^-3)^0,3] = 11,4

      a₂ = A(a₁Dt₁)^0,6 = 11,4(10503×1)^0,6 = 2944 Вт/м²×К.

      Проверяем равенство удельных тепловых потоков:

      q₁ = a₁Dt₁ =10503×1 = 10503 Вт/м²,

      q₂ = a₂Dt₂ = 2944×3,1 = 9127 Вт/м².

      q₁ ¹ q₂  принимаем Dt₁ = 0,9 °С, тогда

      a₁ =10503(1/0,9)^0,25 = 10783 Вт/м²×К.

      Dt_ст = a₁Dt₁S(d_cт/l_ст) =10783×0,9×4,6×10^-4 = 4,5 °С,

      Dt₂ = Dt_п  – Dt₁ – Dt_ст = 8,9 – 4,5 – 0,9 = 3,5 °С.

      a₂ = A(a₁Dt₁)^0,6 = 11,4(10783×0,9)^0,6 = 2812 Вт/м²×К.

      Проверяем равенство удельных тепловых потоков:

      q₁ = a₁Dt₁ =10783×0,9 = 9705 Вт/м²,

      q₂ = a₂Dt₂ = 2812×3,5 = 9844 Вт/м².

      Условие q₁ » q₂ выполняется.

6. Коэффициент теплопередачи для первого корпуса

      К = 1/(1/10783+ 4,6×10^-4 + 1/2812) = 1100 Вт/м²×К.

7. Коэффициент теплоотдачи от пара к стенке (второй корпус)

Принимаем предварительно Dt₁ = 2 °С.

      a₁ = 2,04(0,682³×951²×2231000/0,256×10^-3×2×4)^0,25 = 8577 Вт/м²×К.

      Dt_ст = a₁Dt₁S(d_cт/l_ст) = 8577×2×4,6×10^-4 = 7,9 °С,

      Dt₂ = Dt_п  – Dt₁ – Dt_ст = 16,4 – 7,9 – 2 = 6,5 °С.

8. Коэффициент теплопередачи от стенки к раствору

A = 780×0,732^1,3×1190^0,5×0,199^0,06/[0,095^0,5×2313000^0,6×0,579^0,66×3320^0,3×(1,18×10^-3)^0,3] = 9,81