1. Расчет и выбор основного оборудования

1. Выпарной аппарат.

1. Предварительные расчеты количества выпаренной воды в МВУ и по корпусам.

2. Концентрация раствора в первом корпусе.

По графику зависимости температуры кипения раствора КОН от массовой концентрации при атмосферном давлении t = f (a)

При а₁=17 % t^ст₁= 105 ^◦С

При а₂=41 % t^ст₂= 126 ^◦С

Температурные депрессии растворов в корпусах при стандартном давлении 760 мм.рт.ст.

Ϭt₁= Ϭt^ст₁= t^ст₁ - t^в_кип = 105-100=5^◦С

Ϭt₂= Ϭt^ст₂= t^ст₂ - t^в_кип = 126-100=26^◦С

3. Температура кипения во 2-ом корпусе при рабочем давлении. Температура вторичного пара во 2-ом корпусе. Температурные депрессии в 1 и 2 корпусах.

По правилу Бобо:

р^ст=1,033 ата

Найдем по паровым таблицам.

=2,445 ата

По паровым таблицам найдем температуру пара во 2-ом корпусе

Определяем температуру вторичного пара по паровым таблицам

при θ₂=

Температурная депрессия во втором корпусе:

расчет произведен верно

Температурная депрессия на участках 1-2 корпус и 2‑ой корпус‑конденсатор смешения

4. Полезная разность температур МВУ (n=2)

Температуру греющего пара на входе в 1-ый корпус определяем по заданному значению давления ата

t_п1= 164,2

5. Таблица предварительного и окончательного варианта первого приближения.

Физическая величина	Предварительный вариант			Окончательный вариант			Примечание
	1 корпус	2 корпус	1 корпус		2 корпус
	164,2	115,8	164,2		123,4
	41,8	41,8	34,2		49,4
	122,4	74	130		74
	5	19,2	5		19,2
	117,4	54,8	125		54,8
	1,6	-	1,6		-
	17	41	17		41
	7,1	1,742	7,1		2,258
	1,868	0,160	2,367		0,160
	2769,7	2705	2769,7		2715
	2707	2598	2718		2598
	696,7	486,1	696,7		517

6. Расчет потоков вторичного пара 1-ого и 2-ого корпусов:

Уравнение теплового баланса 2-ого корпуса:

По правилу аддитивности:

Материальный баланс по вторичному пару:

Теплоемкость КОН с₀ находим по формуле

По табл. находим

C(K)=26,0

C(H)=9,6

C(O)=16,8

а₀=10%

= 5,87-2,927=2,943 кг/с

7. Расчет тепловых нагрузок Q₁ и Q₂

8. Ориентировочная поверхность теплообмена выпарного аппарата.

К_ор.=1200 Вт/м²*град.

F_ор=Q₁/К_ор.*Δ₁=6422*1000/1200*41,8=128 м²

Выбираем тепловой аппарат с естественной циркуляцией и с соосной греющей камерой с трубой диаметром d=25х2 мм и длиной 4000 мм. Материал сталь Х18Н10Т с коэффициентом теплопроводности λ=17,5 Вт/м*град

9. Расчет А₁ и А_2.

По графику A=f(t) определяем А₀₁ и А₀₂

13610

12620

tп	100	120	150	180	210	250
А0 *10^-3	12,2	12,7	13,0	13,2	13,0	12,3

10. Оценка δ_ст и λ_ст.

δ_ст=2*10^-6 м λ_ст=17,5 Вт/м*град.

11. Определение β_ов1 и β_ов2

β_овi=46p _i^0.57

β_ов1=46p ₁^0.57

12. Расчет относительных коэффициентов теплоотдачи в корпусах φ₁ и φ₂

13. Определение коэффициентов кинематической вязкости воды и раствора КОН в 1-ом и во 2-ом корпусах.

14. Определяем давление над чистым растворителем (водой) при температурах кипения раствора в 1-ом и 2-ом корпусе используя паровые таблицы.

р_1s= 2,189 ата р_2s= 0,378 ата

15. Расчет уравнения поверхности F.

корпус	Qi*10^3/Ai	(Qi*10^3/Ai)^4/3	Qi*10^3*δст/λстi	Qi/Вoвi	(Qi/Вoвi)^0,3	(Qi/Вoвi)^0,3*1/φi
1	704,2	6266	733,94	98952,2	31,52	40,21
2	694,6	6152	671,20	367062,5	46,71	102,44
Σ		12417	1405,14			142,64

F	F ^1/3	1/F ^1/3Σ(Qi*10^3/Ai)^4/3	ΣQi*10^3*δст/λстi	F^0,7	F^0,7Σ(Qi/Вoвi)^0,3/φi	Σ	Σ/Δ	(F-Fi)/F*100
128	5,0397	2463,91	1405,14	29,857	4258,960	8128,01	97,23	31,65
97,225	4,5983	2700,44	1405,14	24,629	3513,186	7618,77	91,13	6,68
91,134	4,5001	2759,32	1405,14	23,538	3357,621	7522,08	89,98	1,29
89,977	4,481	2771,09	1405,14	23,329	3327,735	7503,97	89,76	0,24
89,76	4,4774	2773,32	1405,14	23,289	3322,124	7500,58	89,72	0,05

F = 89,72 м²

16. Уточнение Δ₁ и Δ₂ при F = 89,72 м²

Проверка полученных значений:

Окончательно принимаем:

17. Заполняем таблицу окончательного варианта.

18. Расчет потоков вторичного пара 1 и 2 корпуса.

19. Расчет тепловых нагрузок в корпусах 1 и 2.

20. Проверка результатов 1-го приближения заключается в определенном отклонении тепловых нагрузок предварительного и окончательного вариантов не должны превышать 5 %.

21. Проверка успешно пройдена. Результаты расчетов 1-ого приближения можно считать удовлетворительными. Параметры процесса, найденные в окончательном варианте, являются исходными для последующих расчетов:

22. Расход греющего пара в 1-ом корпусе:

23. Удельный расход греющего пара в 1-ом корпусе:

24. Окончательный выбор выпарного аппарата.

Поверхность аппарата 89,7 м²

Основные технические данные выпарного аппарата с естественной циркуляцией с соосной греющей камерой и кипением раствора в трубках:

поверхность теплообмена действительная	F1=101 м^2
диаметр труб	25х2 мм
длина труб	L = 4000 мм
количество труб	n1 = 511 шт.
диаметр греющей камеры	Dк = 800 мм
диаметр сепаратора	Dc = 1400 мм
высота сепаратора до брызгоотделителя	Hc = 1600 мм
высота сепаратора до отбойника	Н0 = 400 мм
диаметр циркуляционной трубы	Dц = 325 мм
расстояние между осями	l = 1000 мм
расстояние между болтами на опорах	Вк = 1180 мм
высота аппарата	Н = 7200 мм