Методическое пособие по расчету трехкорпусной выпарной установки по курсу "Процессы и аппараты пищевых производств", "Процессы и аппараты химических технологий". Хантургаев А.Г - 11 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВСГУТУ | Улан-Удэ

Составители: 

Рубрика: 

деляем расход греющего пара в 1-ый корпус, производительность
каждого корпуса по выпаренной воде и тепловые нагрузки по кор-
пусам.
Q
1
= D
1
.
(J
Г1
– i
1
) = 1,03
.
[G
Н
.
C
Н
.
(t
К1
– t
К
) W
1
.
(J
В1
– C
В
.
t
К1
) + Q
1
КОНЦ
];
Q
2
= W
1
.
(J
Г2
– i
2
) = 1,03
.
[(G
Н
– W
1
)
.
C
1
.
(t
К2
– t
К1
) + W
2
.
(J
В2
– C
В
.
t
К2
) + Q
2 КОНЦ
];
Q
3
= W
2
.
(J
Г3
– i
3
) = 1,03
.
[(G
Н
– W
1
– W
2
)
.
C
2
.
(t
К3
– t
К2
) + W
3
.
(J
В3
–
C
В
.
t
К3
) + Q
3 КОНЦ
];
W = W
1
+ W
2
+ W
3
.
где Q
1
, Q
2
,Q
3
– тепловые нагрузки по корпусам, кВт;
D – расход греющего пара в 1-ый корпус, кг/с;
1,03 – коэффициент, учитывающий 3% потерь тепла в окру-
жающую среду;
J
1
, J
2
, J
3
энтальпии греющих паров по корпусам кДж/кг;
J
В1
, J
В2
, J
В3
– энтальпии вторичных паров по корпусам
кДж/кг;
При решении уравнения баланса можно принимать, что
J
В1
≅ J
Г2
; J
В2
≅ J
Г3
; J
В3
≅ J
БК
;
i
1
, i
2
, i
3
– энтальпии конденсата по корпусам, кДж/кг;
С
В
– теплоёмкость воды кДж/кг
.
К;
С
Н
, C
2
, C
3
– теплоёмкость раствора начальной концентрации
в первом корпусе и втором корпусе, соответcтвенно, кДж/кг
,
К,
[3];
Q
1 КОНЦ
, Q
2 КОНЦ
, Q
3 КОНЦ
– теплота концентрирования по
корпусам, кВт;
t
н
– температура кипения исходного раствора при давлении
в 1-ом корпусе,
о
С.
раствора. исходного для депрессия наятемператур где
,3,1680,13,167
в1н1
/
Н
/
Н
tt
−∆
=+=∆+= C
O
Анализ зависимостей теплоты концентрирования от кон-
центрации и температуры [5] показал, что она наибольшая для
третьего корпуса. Поэтому проведём расчёт теплоты концентри-
рования для 3-го корпуса.
Q
3 КОНЦ
= G
СУХ
.
∆q,
где Q
3 КОНЦ
– производительность аппарата по сухому веществу
KOH, кг/с;
∆q – разность интегральных теплот растворения при концен-
трациях X
2
и X
3
, кДж/кг.
Q
3 КОНЦ
= G
П
.
X
Н
.
∆q = 11.12 + 0,05
.
(963,7 - 838,0) = 69,9 кВт.
Сравним Q
3 КОНЦ
с ориентировочной нагрузкой для 3-го
корпуса Q
3 ОР
:
Q
3 ОР
= (G
Н
– W
1
– W
2
)
.
(t
К3
– t
К2
) + W
3
.
(J
В3
– C
В
.
t
К3
) = (11,12 - 2,95
- 3,24)
.
3,58
.
(87,0 – 146,74) + 3,53
.
(2596 – 4,19
.
87,43) = 6816
кВт.
Q
3 КОНЦ
составляет значительно меньше 3% от Q
3 ОР
, поэтому в
уравнениях тепловых балансов по корпусам пренебрегаем вели-
чиной Q
3 КОНЦ
..
Q
1
= D
.
(2787 – 778,1) = 1,03
.
[11,12
.
3,9
.
(170,7 - 168,3) + W
1
.
(2772 – 4,19
.
170,07)];
Q
2
= W
1
.
(2772 – 704) = 1,03
.
[(11,12 – W
1
)
.
3,85
.
(146,74 -
170,07) + W
2
.
(2741 – 4,19
.
146,74)];
Q
3
= W
2
.
(2741 – 593) = 1,03
.
[(11,12 – W
1
– W
2
)
.
3,58
.
(87 -
146,74) + W
3
.
(2596 – 4,19
.
87,43)];
9,72 = W
1
+ W
2
+ W
3
.
Решение системы уравнений даёт следующие результаты:
D = 3,464 кг/с;
W
1
= 3,04 кг/с; Q
1
= 6407 кВт;
W
2
= 3,21 кг/с; Q
2
= 6099 кВт;
W
3
= 3,47 кг/с; Q
3
= 6896 кВт.
Наибольшее отклонение вычисленных нагрузок по испа-
ряемой воде в каждом корпусе от предварительно принятых (W
1
=
2,95 кг/с, W
2
= 3,24 кг/с, W
3
= 3,53 кг/с) не превышает 3%, поэтому
в дальнейших расчётах не производим пересчёт концентраций и
температур кипения растворов по корпусам. В случае, если это
расхождение составит больше 5%, необходимо заново пересчи-
тать концентрации, температурные депрессии и температуры ки-
пения растворов, положив в основу расчёта новое, полученное из
решения балансовых уравнений распределение по корпусам на-
грузок по испаряемой воде. 
деляем расход греющего пара в 1-ый корпус, производительность                   Q3 КОНЦ = GСУХ . ∆q,
каждого корпуса по выпаренной воде и тепловые нагрузки по кор-                  где Q3 КОНЦ – производительность аппарата по сухому веществу
пусам.                                                                          KOH, кг/с;
Q1 = D1 . (JГ1 – i1) = 1,03. [GН . CН . (tК1 – tК) W1 . (JВ1 – CВ . tК1) + Q1       ∆q – разность интегральных теплот растворения при концен-
КОНЦ];                                                                          трациях X2 и X3, кДж/кг.
Q2 = W1 . (JГ2 – i2) = 1,03. [(GН – W1) . C1 . (tК2 – tК1) + W2 . (JВ2 – CВ .   Q3 КОНЦ = GП . XН . ∆q = 11.12 + 0,05 . (963,7 - 838,0) = 69,9 кВт.
tК2) + Q2 КОНЦ];                                                                        Сравним Q3 КОНЦ с ориентировочной нагрузкой для 3-го
Q3 = W2 . (JГ3 – i3) = 1,03. [(GН – W1 – W2) . C2 . (tК3 – tК2) + W3 . (JВ3 –   корпуса Q3 ОР:
CВ . tК3) + Q3 КОНЦ];                                                           Q3 ОР = (GН – W1 – W2) . (tК3 – tК2) + W3 . (JВ3 – CВ . tК3) = (11,12 - 2,95
W = W1 + W2 + W3.                                                               - 3,24) . 3,58 . (87,0 – 146,74) + 3,53 . (2596 – 4,19 . 87,43) = 6816
где Q1, Q2 ,Q3 – тепловые нагрузки по корпусам, кВт;                            кВт.
      D – расход греющего пара в 1-ый корпус, кг/с;                             Q3 КОНЦ составляет значительно меньше 3% от Q3 ОР, поэтому в
      1,03 – коэффициент, учитывающий 3% потерь тепла в окру-                   уравнениях тепловых балансов по корпусам пренебрегаем вели-
жающую среду;                                                                   чиной Q3 КОНЦ..
      J1, J2, J3 энтальпии греющих паров по корпусам кДж/кг;                       Q1 = D . (2787 – 778,1) = 1,03 .[11,12 . 3,9 . (170,7 - 168,3) + W1 .
       JВ1, JВ2, JВ3 – энтальпии вторичных паров по корпусам                    (2772 – 4,19 . 170,07)];
кДж/кг;                                                                            Q2 = W1 . (2772 – 704) = 1,03 .[(11,12 – W1) . 3,85 . (146,74 -
       При решении уравнения баланса можно принимать, что                       170,07) + W2 . (2741 – 4,19 . 146,74)];
       JВ1 ≅ JГ2;        JВ2 ≅ JГ3;  JВ3 ≅ JБК;                                    Q3 = W2 . (2741 – 593) = 1,03 .[(11,12 – W1 – W2) . 3,58 . (87 -
        i1, i2, i3 – энтальпии конденсата по корпусам, кДж/кг;                  146,74) + W3 . (2596 – 4,19 . 87,43)];
        СВ – теплоёмкость воды кДж/кг . К;                                                 9,72 = W1 + W2 + W3.
        СН, C2, C3 – теплоёмкость раствора начальной концентрации                       Решение системы уравнений даёт следующие результаты:
в первом корпусе и втором корпусе, соответcтвенно, кДж/кг , К,                               D = 3,464 кг/с;
[3];                                                                                         W1 = 3,04 кг/с;           Q1 = 6407 кВт;
         Q1 КОНЦ, Q2 КОНЦ, Q3 КОНЦ – теплота концентрирования по                             W2 = 3,21 кг/с;            Q2 = 6099 кВт;
корпусам, кВт;                                                                               W3 = 3,47 кг/с;            Q3 = 6896 кВт.
         tн – температура кипения исходного раствора при давлении                       Наибольшее отклонение вычисленных нагрузок по испа-
в 1-ом корпусе, оС.                                                             ряемой воде в каждом корпусе от предварительно принятых (W1 =
                      t н1 = t в1 + ∆
                                    /
                                            =167,3+1,0 =168,3
                                                                O
                                                                    C,          2,95 кг/с, W2 = 3,24 кг/с, W3 = 3,53 кг/с) не превышает 3%, поэтому
                                        Н
                                                                                в дальнейших расчётах не производим пересчёт концентраций и
  где ∆/Н − температурная депрессия для исходного раствора.                     температур кипения растворов по корпусам. В случае, если это
                                                                                расхождение составит больше 5%, необходимо заново пересчи-
       Анализ зависимостей теплоты концентрирования от кон-
                                                                                тать концентрации, температурные депрессии и температуры ки-
центрации и температуры [5] показал, что она наибольшая для
                                                                                пения растворов, положив в основу расчёта новое, полученное из
третьего корпуса. Поэтому проведём расчёт теплоты концентри-
                                                                                решения балансовых уравнений распределение по корпусам на-
рования для 3-го корпуса.
                                                                                грузок по испаряемой воде.

Страницы