Третье приближение. Определяем Dt1''' первого корпуса интерполяций, используя данные двух предыдущих приближений, °с:

.

Находим:

, Вт/м² К;

, Вт/м².

, Вт/м²К;

10.3.Коэффициент теплопередачи первого корпуса, Вт/м²К:

.

10.4. Коэффициент теплоотдачи от пара к стенке трубы для второго корпуса определяется так же, как и для 1 корпуса:

.

Принимаем Dt^₁ = 4 (первое приближение).

Тогда , Вт/м2;

, Вт/м²;

, ^°С;

, Вт/м²К;

, Дж/кг К;

, ^°С;

⁰С > , ^°С.

Принимаем: Dt^₁ = 3 ⁰С (второе приближение);

Вт/м² К;

Вт/м² К;

, °С;

, Вт/м² К;

, ^°С;

⁰С > , °С.

Третье приближение. Определим Dt’’’₁ второго корпуса интерполяцией, используя данные двух предыдущих приближении, ^°С:

.

Тогда , Вт/м² К;

, Вт/м²;

, Вт/ м² К;

, Вт/м²К.

11. Распределение полезной разности температур между корпусами выпарной установки:

; .

Так как по условию F₁= F₂, то

; (1)



. (2)

Если подставить (1) в (2), то получим

.

Тогда

, ^°С; , ^°С.

Поверхность теплообмена каждого корпуса установки, м²:

.

Тогда

м²;

м².

Выбираем выпарной аппарат со следующими характеристиками (табл. П4):

Поверхность, м² – 160

Диаметр греющей камеры, мм – 1200

Высота труб, мм – 4000

Диаметр труб, мм – 38х2

Диаметр аппарата, мм – 2400

Диаметр циркуляционной трубы, мм – 700

Высота аппарата, мм – 13500

Масса, кг – 12000

12. Расчет барометрического конденсатора

Для создания вакуума в выпарных установках применяют конденсаторы смешения с барометрической трубой (рис. П5).

Необходимо рассчитать расход охлаждающей воды и основные размеры конденсатора: диаметр корпуса конденсатора, диаметр и высоту барометрической трубы.

12.1. Определим расход охлаждающей воды (из теплового баланса конденсатора):

, кг/ч;

кг/ч; кДж/кг.

Здесь t_к – температура смеси охлаждающей воды и конденсата на выходе из конденсатора, ^°С;

t_к принимается на 3^°С меньше температуры конденсатора, ^°С:

,

где t_н – температура охлаждающей воды на входе в конденсатор, ^°С;

t_н = 20 (принимаем). Тогда

, кг/ч.

12.2. Диаметр корпуса барометрического конденсатора (из уравнения расхода), м:

,

где V_п – скорость пара м/с; V = 15 ё 25, м/с;

r_бк – плотность пара при давлении в конденсаторе;

кг/м³.

Тогда

м.

По табл.П5 выбираем конденсатор по диаметру его корпуса. Ближайший больший конденсатор имеет диаметр, d_б.к = 1000 мм.

12.3. Диаметр барометрической трубы, м:

,

где r_бк – плотность воды при температуре барометрического конденсатора, кг/м³;

r_бк = 979;

V_в – рекомендуемая скорость воды, м/с, V_в =1,0-3,0.

Принимаем V_в =1,0. Тогда

, м.

Принимаем d_б..тр.=0,2м(d_у200).

Тогда фактическая скорость движения воды в барометрической трубе составляет, м/с:

;

.

12.4. Высоту барометрической трубы определяют по уравнению, м:

,

где В – вакуум в барометрическом конденсаторе, Па;

В = 98100 – Р_б.к. = 98100 – 30000 = 68100, Па,

где 98100 – барометрическое давление, Па;

_еx – сумма коэффициентов местного сопротивления:

_еx = x_вх. + x_вых. = 0,5 + 1,0 = 1,5.

Коэффициент трения _б.тр зависит от режима течения жидкости.

Определим режим течения воды в барометрической трубе:

,

где  – кинематическая вязкость воды при t_к;

При таком Re:

.

Тогда

, м.

13. Расчет производительности вакуум-насоса

Производительность вакуум-насоса G_возд. определяется расходом воздуха, который необходимо удалять из барометрического конденсатора, кг/с:

Здесь 0,01 – коэффициент, учитывающий присос воздуха из-за

не плотности установки;

2,5х 10^-5 – коэффициент растворения воздуха в воде, кг/кг.

Объемная производительность вакуум-насоса, м³/с:

,

где r_во – плотность воздуха при нормальных условиях, кг/м³, r_во=1,293;

Р_бк – давление в барометрическом конденсаторе, МПа, Р_бк=0,03;

м³/с = 5,82 м³/мин.

Подбираем вакуум-насос по табл. П6:

ВВН6, мощность на валу – 12,5 кВт.

14. Расчет теплообменников

Расчет первого (по ходу раствора) теплообменника