Находим К1:

К1=(1/5156+2,87∙10-4+1/3285)-1=1271 Вт/(м2∙К).

Далее рассчитываем коэффициент передачи для второго корпуса К2.

В первом приближении примем Δt1=4 °С. Тогда:

Δtпл=120. 3-2/2=118.3°С

α1=2,04∙(2210∙103 ∙1133∙0.4265/4∙4∙0.335∙10-3)1/4=5164 Вт/м2К

Δtст=5164∙4∙2,87∙10-4=5,93°С

Δt2=57,01-4-5,93=47,08°С

α2=780∙(q0,6)∙0,43661/3∙11870,5∙0,150,06/0,0960,5∙(2350*103)0,6 0,5290,66 ∙35090,3∙(0,851∙10-3)0,3 = 4,34(388∙4)0,6=1683 Вт/м2∙К

Проверим правильность первого приближения по равенству удельных тепловых нагрузок:

q1=α1∙Δt1=5164∙4=20656 Вт/м2

q2=α2∙Δt2=1683∙47,08=79236 Вт/м2

q1≠q2

Используя вышеописанный метод приближения, найдем:

Δt1=18.65°С

α1=5164∙(4/18,65)1/4=3514 Вт/м2К

Δtст=3514∙18,65∙2,87∙10-4=18,81°С

Δt2=57,01-18,81-18,65=19,55°С

α2=4,34∙(3514∙18,65)0,6=3368 Вт/м2∙К

q1=65536 Вт/м2

q2=65845 Вт/м2

q1≈q2

Определим К2:

К2=(1/3514+2,87*10-4+1/3368)-1=1151 Вт/м2∙К

3.1.7 Распределение полезной разности температур

Полезные разности температур в корпусах установки находим из условия равенства их поверхностей теплопередачи:

, (3.13)

где Δtп j, Qj, Kj - соответственно полезная разность температур, тепловая нагрузка, коэффициент теплопередачи для j-го корпуса.

Подставив численные значения, получим:

Δtп 1=77,09∙(6292/1271)/(6292/1271+4080/1151)=44,92 град;

Δtп 2=77,09∙(4080/1151)/(6292/1271+4080/1151) =32.17 град.

Проверим общую полезную разность температур установки:

Σ Δtп=Δtп1 +Δtп2 =44,92+32,17=77,09 °С

Рассчитаем поверхность теплопередачи выпарного аппарата по формуле (3.1):

F1=6292∙103/1271∙44,92=110,2 м2;

F2=4080∙103 /1151∙32.17=110,2 м2.

В последующих приближениях нет необходимости вносить коррективы на изменение конструктивных размеров аппаратов. Сравнение распределенных из условий равенства поверхностей теплопередачи и предварительно рассчитанных значений полезных разностей температур Δtп представлено в табл. 2:

Таблица 2

Второе приближение

Как видно, полезные разности температур, рассчитанные из условия равного перепада давления в корпусах и найденные в 1-ом приближении из условия равенства поверхностей теплопередачи в корпусах, существенно различаются. Поэтому необходимо заново перераспределить температуры(давления) между корпусами установки. В основе этого перераспределения температур(давлений) должны быть положены полезные разности температур, найденные из условия равенства поверхностей теплопередачи аппаратов.

3.1.8 Уточненный расчет поверхности теплопередачи

В связи с тем, что существенное изменение давлений по сравнению с рассчитанным в первом приближении происходит только в 1-ом корпусе, во втором приближении принимаем такие же значения Δ', Δ", Δ'" для каждого корпуса, как в первом приближении. Полученные после перераспределения температур(давлений) параметры растворов и паров по корпусам представлены в табл. 3:

Таблица 3

Рассчитаем тепловые нагрузки (в кВт):

Q1=1,03∙[5∙4,14∙(97,98-96,46)+1,859∙(2711-4,19∙97,98)]=4438

Q2=1,03[(5-1,859)∙3,994∙(88,13-96,46)+2,091∙(2585-4,19∙88,13)]=4665

Расчет коэффициентов теплопередачи, выполненный описанным выше методом, приводит к следующим результатам [в Вт/(м2∙К)]:

К1=1223; К2=1089

Распределение полезной разности температур

Δtп 1= 77,09∙(4438/1223)/((4438/1223)+(4665/1089))=45,35 град;

Δtп 2= 77,09∙(4665/1089)/((4438/1223)+(4665/1089)) =31,73 град.

Проверим общую полезную разность температур установки:

Σ Δtп=Δtп1 +Δtп2 =45,36+31,73=77,09 °С

Сравнение полезных разностей температур Δtп, полученных во 2-ом и 1-ом приближении, представлено в табл. 4:

Таблица 4

Различие между полезными разностями температур по корпусам в 1-ом и 2-ом приближениях не превышает 5%.

Поверхность теплопередачи выпарных аппаратов:

F1=4438000/(1223∙45,35)=102,653 м2

F2=4665000/(1089∙31,73)=102,655 м2

По ГОСТ 11987 - 81 выбираем выпарной аппарат со следующими характеристиками:

Таблица 5