Выпарная установка для выпаривания раствора NaNO3 (стр. 5 из 6)
Уточненный расчет поверхности теплопередачи.
В связи с тем, что существенное изменение давлении, по сравнению с рассчитанным в первом приближении, происходит только в 1-м и 2-м корпусах, где суммарные потери незначительны, во втором приближении принимаем такие же значения, ∆1, ∆11 и ∆111 как в первом приближении.
| Параметр | Корпус | ||
| 1 | 2 | 3 | |
| Производительность по испаряемой воде ω, кг/с | 0,628 | 0,567 | 0,554 |
| Концентрация растворов x, % | 12,67 | 17,24 | 27,00 |
| Давление греющих паров Рг, 104Па | 39,2 | 26,7 | 14,2 |
| Температура греющих паров tг, ˚С | 142,9 | - | - |
| Полезная разность температур Δtп, град | 10,69 | 19,75 | 29,86 |
| Температура кипения раствора tк=tг-tп, ˚C | 132,2 | 123,15 | 113,04 |
| Температура вторичного пара, tВ=tК-(∆/+∆//),℃ | 112,27 | 103,22 | 93,11 |
| Давление вторичного пара, PВ, Па | 1,5925 | 1,1325 | 0,7885 |
| Удельная энтальпия пара, I, кДж/кг | 2700 | 2683 | 2666 |
| Температура греющего пара, tГ=tВ-∆///,℃ | 109,27 | 120,15 | 90,11 |
| Тепловая нагрузка Q, кВт | 1413 | 1404 | 1337 |
Рассчитаем тепловые нагрузки:
Расчет коэффициентов теплопередачи приводит к следующим результатам:
К1=1716,49; К2=744б78; К3=449,52.
Распределение полезной разности температур:
Проверка суммарной полезной разности температур:
Поверхность теплопередачи выпарных аппаратов:
Сравнение значений полезных разностей температур, полученных в первом и втором приближениях:
| Корпус | |||
| 1 | 2 | 3 | |
| Значения Δtп во втором приближении, ˚С | 10,69 | 19,75 | 29,86 |
| Значения Δtп в первом приближении, ˚С | 10,6 | 19,75 | 29,86 |
Различия между полезными разностями температур по корпусам не превышают 5%. Расчетная поверхность теплопередачи выпарных аппаратов составляет F=83,307 м2. По ГОСТ 11987-81 выбираем выпарной аппарат со следующими характеристиками:
| Номинальная поверхность теплообмена Fн | 100 м2 |
| Диаметр труб d | 38х2 мм |
| Высота труб H | 4000 мм |
| Диаметр греющей камеры dк | 1000 мм |
| Диаметр сепаратора dс | 1800 мм |
| Диаметр циркуляционной трубы dц | 600 мм |
| Общая высота аппарата На | 13000 мм |
| Масса аппарата Ма |
2.4 Расчет барометрического конденсатора
Определение расхода охлаждающей воды
Расход охлаждающей воды определим из теплового баланса конденсатора:
Конечную температуру воды tк на выходе из конденсатора принимают на 3-5 град ниже температуры конденсации паров:
˚С 
Расчет диаметра барометрического конденсатора
Диаметр барометрического конденсатора определяют из уравнения расхода:
Принимаем скорость паров равной 20 м/с.
По нормалям НИИХИММАШа подбираем конденсатор диаметром равным расчетному или ближайшему большему. Определяем его основные размеры. Выбираем барометрический конденсатор диаметром 500 мм.
Расчет высоты барометрической трубы
В соответствии с нормалями внутренний диаметр барометрической трубы dбт равен 0,125м. Скорость воды в барометрической трубе:
Высота барометрической трубы:
Величина вакуума в барометрическом конденсаторе:
Сумма коэффициентов местных сопротивлений:
Коэффициент λ зависит от режима течения жидкости. Режим течения воды в барометрической трубе:
Для гладких труб при Re=91,7·103 коэффициент трения λ=0,015.
отсюда
2.5 Расчет производительности вакуум-насоса
Производительность вакуум-насоса определяется количеством газа (воздуха), который необходимо удалять из барометрического конденсатора:
Объемная производительность вакуум-насоса:
Температуру воздуха рассчитываем по уравнению:
˚СДавление воздуха:
Зная объемную производительность вакуум-насоса и остаточное давление Рбк, по ГОСТ 1867-57 подбираем вакуум-насос типа ВВН-3 мощностью на валу N=6,5 кВт.
3.1 Расчёт толщины трубной решётки
Толщина трубной решётки (плиты) h определяется по уравнению
,