Уточненный расчет поверхности теплопередачи
В связи с тем, что существенное изменение давлений по сравнению с рассчитанным в первом приближении происходит только в 1-м и 2-м корпусах (где суммарные температурные потери незначительны), во втором приближении принимаем такие же значения ∆/, ∆//, ∆/// для каждого корпуса, как в первом приближении. Полученные после перераспределения температур (давлений) параметры растворов по корпусам представлены ниже (таблица 5).
Таблица 5 – Параметры растворов по корпусам.
Параметр | Корпус | ||
Производительность по испаряемой воде W, кг/с | 0,73 | 0,81 | 0,89 |
Концентрация растворов х, % | 6,8 | 11,3 | |
Температура греющего пара в 1-ом корпусе tг1, 0С | 158,1 | - | - |
Полезная разность температур ∆tп, град | 22,09 | 23,95 | 29,73 |
Температура кипения раствора tк = tг-∆tп, 0С | 136,01 | 107,95 | 72,35 |
Температура вторичного пара tвп = tк-(∆/+∆//), 0С | 132,9 | 103,08 | 46,40 |
Давление вторичного пара Рвп, МПа | 0,2943 | 0,1177 | 0,0687 |
Температура греющего пара tг = tвп-∆///, 0С | - | 131,9 | 102,08 |
Рассчитаем тепловые нагрузки (в кВт):
Q1 = ;
Q2 =
;
Q3 = .
Расчет коэффициентов теплопередачи, выполненный описанным выше методом, приводит к следующим результатам [в Вт/(м2·К)]:
К1 = 1692; К2 = 1460; К3 = 1131.
Распределение полезной разности температур (в град.):
Проверка суммарной разности температур:
∑∆tп = ∆tп1+∆tп2+∆tп3 = 0С.
Сравнение полезных разностей температур ∆tп, полученных во 2-м и 1-м приближениях:
Корпус
1 2 3
∆tп во 2-м приближении, град 19,54 22,33 33,9
∆tп в 1-м приближении, град 22,09 23,95 29,73
Различия между полезными разностями температур по корпусам в 1-ом и во 2-ом приближениях превышают 5%, необходимо выполнить следующее , 3-е приближение, взяв за основу расчета ∆tп из 2-го приближения, и т.д., до совпадения полезных разностей температур.
Третье приближение
Полученные после перераспределения температур (давлений) параметры растворов и паров по корпусам представлены ниже (таблица 6).
Таблица 6-Параметры растворов по корпусам.
Параметр | Корпус | ||
Производительность по испаряемой воде W, кг/с | 0,73 | 0,81 | 0,89 |
Концентрация растворов х, % | 6,8 | 11,3 | |
Температура греющего пара в 1-ом корпусе tг1, 0С | 158,1 | - | - |
Полезная разность температур ∆tп, град | 19,5 | 22,3 | 33,9 |
Температура кипения раствора tк = tг-∆tп, 0С | 138,6 | 112,2 | 72,4 |
Температура вторичного пара tвп = tк-(∆/+∆//), 0С | 135,5 | 107,3 | 46,45 |
Давление вторичного пара Рвп, МПа | 0,3131 | 0,1325 | 0,0386 |
Температура греющего пара tг = tвп-∆///, 0С | - | 134,5 | 106,3 |
Рассчитаем тепловые нагрузки (в кВт):
Q1=
Q2=
Q3=
Расчет коэффициентов теплопередачи, выполненный описанным выше методом, приводит к следующим результатам в Вт/(м2·К):
К1=1670; К2=1441; К3=1181;
Распределение полезной разности температур:
град;
град;
град.
Проверка суммарной полезной разности температур:
град.
Сравнение полезных разностей температур ∆tп, полученных в 3-м и 2-м приближениях:
Корпус
1 2 3
∆tп в 3-м приближении, град 20,27 22,50 33,0
∆tп в 2-м приближении, град 19,50 22,30 33,9
Поверхность теплопередачи выпарных аппаратов:
F1 = м2;
F2 = м2;
F3 = м2.
По ГОСТ 11987-81 [2] выбираем выпарной аппарат (тип 1, исполнение 2)
со следующими характеристиками (таблица 7).
Таблица 7 – Техническая характеристика выпарного аппарата с естественной циркуляцией и вынесенной греющей камерой.
Номинальная поверхность теплообмена Fн, м2 | |
Диаметр труб d, мм | 38х2 |
Высота труб Н, мм | |
Диаметр греющей камеры dк, мм | |
Диаметр сепаратора dс, мм | |
Диаметр циркуляционной трубы dц, мм | |
Общая высота аппарата На, мм | |
Масса аппарата Ма, кг |
2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОЛЩИНЫ ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ
Толщину тепловой изоляции находят из равенства удельных тепловых потоков через слой изоляции от поверхности изоляции в окружающую среду:
(16)
где - коэффициент теплоотдачи от внешней поверхности изоляционного материала в окружающую среду, Вт/(м2К);
- температура изоляции со стороны окружающей среды (воздуха); для аппаратов, работающих в закрытом помещении,
выбирают в интервале 35-450С;
- температура изоляции со стороны аппарата;
- температура окружающей среды, 0С;
- коэффициент теплопроводности изоляционного материала, Вт/(м2К).
Рассчитаем толщину тепловой изоляции для 1-го корпуса:
Вт/(м2К).
В качестве материала для тепловой изоляции выбираем совелит, имеющий коэффициент теплопроводности Вт/(м·К).
Тогда получим
м.
Принимаем толщину тепловой изоляции 0,046 м и для других корпусов.