Методическое пособие по расчету трехкорпусной выпарной установки по курсу "Процессы и аппараты пищевых производств", "Процессы и аппараты химических технологий". Хантургаев А.Г - 8 стр.

UptoLike

2.1.3. Определение температур кипения растворов.
В первом приближении общий перепад давлений в уста-
новке распределяют по корпусам поровну. Общий перепад давле-
ний равен:
P
ОБ
= P
r1
- P
БК
= 107,9
.
10
4
-1,47
.
10
4
= 106,4
.
10
4
Па.
Тогда давление по корпусам равны:
P
r1
= 107,9
.
10
4
Па;
P
r2
= P
r1
- P
ОБ
/3 = 107,9
.
10
4
- 106,4
.
10
4
/3 = 72,42
.
10
4
Па;
P
r3
= P
r2
- P
ОБ
/3 = 72,42
.
10
4
- 106,4
.
10
4
/3 = 36,94
.
10
4
Па.
Давление пара в барометрическом конденсаторе:
P
БК
= P
r3
- P
ОБ
/3 = 36,94
.
10
4
- 106,4
.
10
4
/3 = 1,47
.
10
4
Па.
Это соответствует заданной величине P
БК
.
По давлению паров находим [1] их температуры и энталь-
пии:
Давление, Па Температура,
о
С. Энтальпия, кДж/кг.
P
r1
= 107,9
.
10
4
t
r1
= 183,2 J
1
= 2787
P
r2
= 72,42
.
10
4
t
r2
= 166,3 J
2
= 2772
P
r3
= 3,94
.
10
4
t
r3
= 140,6 J
3
= 2741
P
БК
= 1,47
.
10
4
t
БК
= 53,6 J
БК
= 2596
При определении температуры кипения растворах в аппаратах
исходят из следующих допущений. Распределение концентраций
раствора в выпарном аппарате с интенсивной циркуляцией соот-
ветствуют модели идеального перемешивания. Поэтому концен-
трацию кипящего раствора принимают конечной в данном корпу-
се и, следовательно, температуру кипения растворапри конеч-
ной концентрации.
По высоте кипятильных труб происходит изменение температу-
ры кипения вследствие изменения гидростатического давления
столба жидкости. Принимают температуру кипения в корпусе со-
ответствующую температуре кипения в среднем слое жидкости.
Таким образом, температура кипения раствора в корпусе отлича-
ется от температуры греющего пара в последующем корпусе на
сумму температурных потерь от температурной (
/
), гидростати-
ческой (
//
) и гидродинамической (
///
) депрессий.
Гидродинамическая депрессия вызвана потерей давления
паром на преодоление гидравлических сопротивлений трубопро-
водов при переходе из корпуса в корпус. Обычно в расчётах
///
принимают равной 1,0 ÷1,5 градуса на корпус. Примем
///
для ка-
ждого корпуса по 1
0
, тогда температуры вторичных паров в кор-
пусах будут равны:
Сумма температурных потерь вследствие гидродинамических де-
прессий:
По температурам вторичных паров определим их давления.
Температура,
о
С Давление, Па
t
В1
= 167,3 P
В1
= 74,5
.
10
4
t
В2
= 141,6 P
В2
= 37,8
.
10
4
t
В3
= 54,6 P
В3
= 1,54
.
10
4
Определение гидростатической депрессии. Давление в среднем
слое кипящего раствора каждого корпуса определяется по уравне-
нию:
P
СР
= P
В
+ H
.
ρ
.
q
.
ε / 2,
где P
В
давление вторичного пара в корпусе, Па;
H высота кипятильных труб в аппарате, м;
ρ - плотность кипящего раствора, кг.м
3
;
ε - паронаполнение (объёмная доля пара в парожидкостной
смеси), м
3
/м
3
.
.6,540,16,53
;6,1410,16,140
;3,1670,13,166
0
///
133
0
///
122
0
///
1
1
1
C
r
C
r
C
r
t
t
t
t
t
t
В
В
В
=+=+=
=+=+=
=+=+=
=++=++=
C.
0
///
1
///
1
//
/
1
///
3111
        2.1.3. Определение температур кипения растворов.         сумму температурных потерь от температурной (∆/), гидростати-
        В первом приближении общий перепад давлений в уста-      ческой (∆//) и гидродинамической (∆///) депрессий.
новке распределяют по корпусам поровну. Общий перепад давле-            Гидродинамическая депрессия вызвана потерей давления
ний равен:                                                       паром на преодоление гидравлических сопротивлений трубопро-
∆PОБ= Pr1 - PБК = 107,9.104-1,47.104 = 106,4.104 Па.             водов при переходе из корпуса в корпус. Обычно в расчётах ∆///
Тогда давление по корпусам равны:                                принимают равной 1,0 ÷1,5 градуса на корпус. Примем ∆/// для ка-
Pr1 = 107,9.104 Па;                                              ждого корпуса по 10, тогда температуры вторичных паров в кор-
Pr2 = Pr1 - ∆PОБ/3 = 107,9.104 - 106,4.104/3 = 72,42.104 Па;     пусах будут равны:
Pr3 = Pr2 - ∆PОБ/3 = 72,42.104 - 106,4.104/3 = 36,94.104 Па.
Давление пара в барометрическом конденсаторе:
                                                                            t   В1   = tr1 + ∆///1 = 166,3 + 1,0 = 167,3 0 C ;
PБК = Pr3 - ∆PОБ/3 = 36,94.104 - 106,4.104/3 = 1,47.104 Па.                 t   В2   = tr2 + ∆///1 = 140,6 + 1,0 = 141,6 0 C ;
Это соответствует заданной величине PБК.
        По давлению паров находим [1] их температуры и энталь-
                                                                            t   В3   = tr3 + ∆///1 = 53,6 + 1,0 = 54,6 0 C .
пии:
                                                                 Сумма температурных потерь вследствие гидродинамических де-
Давление, Па                      о
                     Температура, С.      Энтальпия, кДж/кг.     прессий:
Pr1 = 107,9.104      tr1 = 183,2          J1 = 2787                             ∑∆     ///
                                                                                             = ∆///1 + ∆///1 + ∆///1 = 1 + 1 + 1 = 3 0 C.
Pr2 = 72,42.104      tr2 = 166,3          J2 = 2772
Pr3 = 3,94.104       tr3 = 140,6          J3 = 2741              По температурам вторичных паров определим их давления.
PБК = 1,47.104       tБК = 53,6           JБК = 2596
                                                                      Температура, оС                         Давление, Па
                                                                      tВ1 = 167,3                             PВ1 = 74,5.104
  При определении температуры кипения растворах в аппаратах
исходят из следующих допущений. Распределение концентраций            tВ2 = 141,6                             PВ2 = 37,8.104
раствора в выпарном аппарате с интенсивной циркуляцией соот-          tВ3 = 54,6                              PВ3 = 1,54.104
ветствуют модели идеального перемешивания. Поэтому концен-
трацию кипящего раствора принимают конечной в данном корпу-      Определение гидростатической депрессии. Давление в среднем
се и, следовательно, температуру кипения раствора – при конеч-   слое кипящего раствора каждого корпуса определяется по уравне-
ной концентрации.                                                нию:
  По высоте кипятильных труб происходит изменение температу-            PСР = PВ + H . ρ . q . ε / 2,
ры кипения вследствие изменения гидростатического давления       где   PВ – давление вторичного пара в корпусе, Па;
столба жидкости. Принимают температуру кипения в корпусе со-            H – высота кипятильных труб в аппарате, м;
ответствующую температуре кипения в среднем слое жидкости.              ρ - плотность кипящего раствора, кг.м3;
Таким образом, температура кипения раствора в корпусе отлича-           ε - паронаполнение (объёмная доля пара в парожидкостной
ется от температуры греющего пара в последующем корпусе на       смеси), м3/м3.