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:

∑∆t_п = ∆t_п1+∆t_п2+∆t_п3 = ⁰С.

Сравнение полезных разностей температур ∆t_п, полученных во 2-м и 1-м приближениях:

Корпус

1 2 3

∆t_п во 2-м приближении, град 19,54 22,33 33,9

∆t_п 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 ∆t_п 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 ∆t_п, полученных в 3-м и 2-м приближениях:

Корпус

1 2 3

∆t_п в 3-м приближении, град 20,27 22,50 33,0

∆t_п 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.