Условие задачи

Рассчитать двухкорпусную выпарную установку непрерывного действия для выпаривания So = 12 000 кг/час раствора соли KNO3 от начальной концентрации a1 = 8% вес. до конечной a2 = 55 % вес. Слабый раствор соли подогревается в теплообменнике от tн = 30 ˚C до to = 82 ˚C. Давление греющего пара Pгр = 4,5 ата. Вакуум во втором корпусе составляет Pвак = 690 мм рт. ст. Выпарная установка обсуживается барометрическим конденсатором смешения, питающегося водой с tв = 20 ˚C. Из первого корпуса отводится E = 300 кг/час экстра-пара.

Определить:

1. Расход греющего пара в выпарном аппарате и подогревателе;

2. Поверхности теплообмена подогревателя и выпарных аппаратов;

3. Расход охлаждающей воды в конденсаторе;

4. Диаметр и высоту барометрической трубы.

Схема двухкорпусной выпарной установки

Расчет подогревателя

Исходные данные:

So = 12 000 кг/час;

a1= 8 %;

a2= 55%;

tн= 30 ˚C;

to= 82 ˚C;

tв’= 20 ˚C;

а) Справочные данные* f = y = о = 

для раствора а = 8%, to = 82 ˚C

09кг/м3

= 3,91×-6 м2/с

 = · = 3,91×-6 м2/с·09кг/м = 3,94519·10-3 Па×с

rр = 2304 кДж/кг

tнас = 100,7 ˚C

r = 2253 кДж/кг

657Вт/м×К

б) Пересчет единиц

1. Количество передаваемого тепла от конденсатора к воде

Q = So×rр = 3,33кг/с×2304 кДж/кг = 7672 (кВт)

2. Расход греющего пара

Дгр = Q/r = 7672 / 2253 = 3,405 (кг/с)

3. Подготовка к расчету коэффициента теплопередачи

; ;

а) t = tкон – tкип = 18,7 ˚C

б) Расчет A

С = 0,943 (вертикальный теплообменник); Ao = 13·103.

Для выбора высоты теплообменника надо оценить Fор, а для этого нужно задаться К (К < меньш).

Кор = 1000 Вт/м2; , в каталоге – 497 м2.

H = 1400 мм

в) dn·´s = 38х2 [6, стр. 415]

г)

д) Расчет параметра В

4. Расчет коэффициента теплопередачи

Красч = 1866 (итог четвертой итерации)

5. Расчет поверхности теплообмена

Уточнение подбора по каталогу, при условии, что Fкатал > Fрасч; Hкатал < 1,4 м

Выбираем одноходовой теплообменник типа ТН или ТЛ: F = 239 м2, H = 1,2 м, ×-3 м.

Расчет двухкорпусной выпарной установки

Исходные данные:

So = 12 000 кг/час;

ao = 8 %;

a2 = 55 %;

tн = 30 ˚C;

to = 82 ˚C;

Pгр = 4,5 ата = 4,413 бар;

Pвак = 690 мм рт. ст.;

tв’= 20 ˚C;

E = 300 кг/час.

а) Справочные данные из [1] и [2]

б) Пересчет единиц

; ; ;

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

2. Расчет температурных депрессий и температур кипения

При концентрации a1 = 17,3%, ta1  101,4 ˚С;

1 = ta1 – tст = 101,6 -100,0 = 1,4 ˚C

Во втором корпусе считаем по правилу Бабо.

Абсолютное давление PII = Pатм – Pвак = 1,033 – 0,842 = 0,191 атм = 0,188 бар