Расчет и подбор двухкорпусной выпарной установки непрерывного действия для выпаривания нитрата калия
(Ps)ст берется из таблицы насыщенных паров для температуры кипения раствора при a2 = 55% (tкип = 107 ˚С). (Ps)ст = 1,294 бар. [3, таблица 1].
; (бар)
По давлению 0,240 бар ищем температуру кипения раствора во втором корпусе: tкип = 64,08 ˚C. Определяем при давлении 0,188 бар: 58,7 ˚C [3, таблица 2].
Поправка Стабникова не вводится, т.к. растворение соли KNO3 является эндотермическим [4, таблица XXXVII].
II = t кип – II = 64,0 – 58,7 = 5,3 ˚C.
3. Суммарная полезная разность температур
По Pгр = 4,5 ата 4,4 бар находим по таблице насыщенных паров [3, таблица 2] находим T1 = 147,1 ˚C.
Г(1-2) примерно от 1 до 3 ˚C. Принимаем Г(1-2) = 1,7 ˚C.
(˚С)
Распределяем произвольно по корпусам:
1 = 40 ˚C;
2 = 40 ˚C.
4. Таблица первого приближения
Символ |
I приближение | |||
Предварительный вариант |
Окончательный вариант | |||
I корпус |
II корпус |
I корпус |
II корпус | |
T |
147,1 |
104 |
143,9 | |
|
40 |
40 | ||
t |
107,1 |
64 |
64 | |
|
1,4 |
5,3 |
5,3 | |
|
101,7 |
58,7 |
58,7 | |
Г |
1,7 |
1,7 | ||
a% |
17,3 |
55 |
17,3 |
55 |
Pгр |
4,4 |
0,239 |
4,5 | |
P |
1,29 |
0,188 |
0,188 | |
h |
2742 |
2616 |
2742 | |
i |
2713 |
2607 |
2607 |
t – температура кипения раствора. t = T –
– температура вторичного пара = t -
P – давление внутри корпуса (по таблице свойств воды и пара на линии насыщения при t)
по таблице сухого насыщенного пара ;-\
5. Уточнение значений Wi (W1, W2)
Составим тепловой баланс по второму корпусу:
Теплоемкость исходного раствора Co = 3,94 кДж/кг×град [1]
Теплоемкость конденсата Cк = 4,23 кДж/кг×град [5]
Теплоемкость растворителя Cр = 4,20 кДж/кг×град [5]
= 1,384 [кг/с]
Подготовка к расчету поверхности теплообмена
А – множитель в выражени для коэффициента теплоотдачи от конденсирующегося пара к поверхности нагрева;
B – множитель в выражении для коэффициента теплоотдачи от поверхности нагрева к кипящему раствору.
а) Расчет AI и AII.
. Принимаем Kор = 1100 Вт/м2×K. [м2]
С = 0,943 [5, стр. 149]
A0I = 13,0×103, A0II = 12,2×103 [5, стр 138]
По справочнику находим для F = 82 м2 высоту выпарного аппарата H = 3,5 м. [6, стр. 416].
б) Расчет BоI и BоII.
|
(бар) |
(бар) |
Для выпарного аппарата выбираем материал Х-28 хлористая сталь,
4,25 ккал/(м·град·ч) 4,94 Вт/м×К. = 2 мм = 0,002 м
6. Расчет комплексов для расчетного уравнения
Корпус |
|
|
|
|
|
|
I |
386,3 |
2813 |
1402 |
51562 |
37,22 |
43,54 |
II |
336,6 |
2341 |
1146 |
153146 |
53,50 |
81,78 |
|
— |
5154 |
2548 |
— |
90,72 |
123,61 |