2.5.3. Уточнений розрахунок

Більш точний метод розрахунку багатокорпусних випарних установок - це метод І.А.Тищенко.

Якщо не враховувати теплоту концентрування і втрати тепла в навколишнє середовище, то рівняння теплового балансу можна записати для будь-якого n-го корпуса:

(57)

де D_n, I_гп - витрата і ентальпія пари, гріючої n-й корпус установки;

С_n, Q_n - питома теплоємність і температура парового конденсату, що видаляється з n-го корпуса.

Вирішуючи це рівняння відносно W_n, одержимо вираз для кількості води, що випарюється в n-му корпусі:

(58)

де – коефіцієнт випару (59)

– коефіцієнт самовипару (60)

_n – показує, яка кількість вторинної пари може утворюватися в корпусі випарного апарату при використанні тепла 1 кг гріючої пари.

Коефіцієнт самовипару _n дорівнює кількості вторинної пари, що може утворитися в корпусі випарного апарата за рахунок теплоти самовипару 1 кг розчину, що надходить на випарювання в цей корпус.

І так: у n-ому корпусі випаровується в одиницю часу W_n кг води, тобто утворюється W_n кг вторинної пори. Ця пара в загальному випадку поділяється на дві частини: одна частина D_n+1 направляється гріючою у наступний (n+1)-ий корпус, а інша частина Е_n видаляється на сторону як екстра-пара. У такий спосіб:

(61)

чи

(62)

З огляду на вирази, отримані раніше, запишемо:

(63)

Для визначення витрати пари, гріючої перший корпус випарної установки, виразимо кількості води, що випарюється по корпусах:

(64)

(65)

(66)

Значення витрати гріючої пари по корпусах, починаючи з другого, складають:

(67)

(68)

(69)

Число корпусів	2	3	4
Коефіцієнт при екстра- парі
	1
	-	1
	-	-	1
В І корпусі
В ІІ корпусі
…
В n-корпусі

Сума кількостей води, що випарюється по корпусах:

(70)

Вирішуючи спільно останні рівняння і припускаючи (без великої погрішності), що коефіцієнт випару  у всіх корпусах дорівнює одиниці, а добуток двох чи більшого числа коефіцієнтів самовипару дорівнюють нулю, розрахункова формула спрощується до вигляду:

, (71)

де , (72)

, (73)

де  – коефіцієнт випари,  – коефіцієнт самовипари;

k₁, k₂,…,k_n-1-коефіцієнти при екстра-парі, значення яких залежать від числа корпусів випарної установки.

Далі по таблиці насичення водяної пари визначаємо температури вторинної пари в корпусах.

5. Знаходять величини температурних утрат по корпусах - від температурної депресії, гідростатичної депресії і гідравлічних втрат у трубопроводах вторинної пари між корпусами.

6. Обчислюють загальну різницю температур установки - різниця між температурою пари Т₁, гріючої перший корпус, і температурою конденсації вторинної пари в конденсаторі Т_конц.

7. Визначають загальну корисну різницю температур ∆t_пол випарної установки і розподіляють її по корпусах. У попередньому розрахунку приймають теплові навантаження Q₁, Q₂, …, Q_n рівними для всіх корпусів і задаються орієнтовно коефіцієнтами теплопередачі по корпусах k₁, k₂, …, k_n...

Загальну корисну різницю ∆t_пол звичайно розподіляють виходячи з рівності поверхонь нагрівання корпусів.

8. Після розподілу ∆t_пол по корпусах знаходять температури гріючої пари, вторинної пари і температури кипіння розчину в корпусах.

Корпус	Температура граючої пари, Т	Температура кипіння розчину, t	Температура вторинної пари, T
I
II
n - корпус
конденсатор

t_пол – полезная разность t.

Розрахункова температура конденсації вторинної пари в конденсаторі Т_конц повинна збігатися із заданою.

Таблиця приведена для багатокорпусної вакуум-установки з паралельним рухом пари і розчину.

Далі по таблиці за температурами пара знаходять ентальпію пари.

9. Визначивши з довідкової літератури по концентрації розчинів їх питомі теплоємності і теплоти концентрування і задавшись втратами тепла в навколишнє середовище, складаємо рівняння теплового балансу по корпусах.

Знаходимо кількості води, що випарюється, W₁, W₂…,W_n і витрату D₁ пари, гріючої перший корпус.

10. По відомих витратах гріючої пари по корпусах визначають теплові навантаження Q₁, …, Q_n корпусів і розраховують коефіцієнти теплопередачі k₁, …k_n у корпусах.

11. По загальному рівнянню теплопередачі знаходять поверхні нагрівання F₁ … F_n корпусів.

12. Якщо величини, отримані розрахунком, не збігаються з попередньо прийнятими, у результаті чого поверхні нагрівання корпусів не рівні один одному, то роблять перерахунок, задаючись новим співвідношенням кількостей води, що випарюється по корпусах (помилка 3-5%).

Остаточні значення поверхні нагрівання корпусів округляють до нормалізованих значень

3.Сушіння