Расчёт многокорпусной выпарной установки (стр. 6 из 14)

град

Вт/(м²∙К)

Вт/м²

Как видим, q^’ ≈ q^”. Так как расхождение между тепловыми нагрузками не превышает 3%, на этом расчёт коэффициентов α₁ и α₂ заканчиваем и находим К₁:

Вт/(м²∙К)

Далее рассчитываем коэффициент теплопередачи для второго корпуса К₂. Примем в первом приближении Δt₁ = 2,0 град. Для определения К₂ найдём:

Вт/(м²∙К)

град

Вт/(м²∙К)

Вт/м²

Как видим, q^’ ≠ q^”. Для второго приближения примем Δt₁ = 5 град, пренебрегая изменением физических свойств конденсата при изменении температуры, рассчитываем α₁ по соотношению:

Вт/(м²∙К)

Тогда получим:

град

Вт/(м²∙К)

Вт/м²

Очевидно, что q^’ ≠ q^”. Для расчёта в третьем приближении строим графическую зависимость удельной тепловой нагрузки q от разности температур между паром и стенкой (рис. 5) и определяем Δt₁.

Рис. 5. График зависимости удельной тепловой нагрузки q от разноститемператур Δt₁

Согласно графику можно определить Δt₁= 2,2 град. Отсюда получим:

Вт/(м²∙К)

град

Вт/(м²∙К)

Вт/м²

Как видим, q^’ ≈ q^”. Так как расхождение между тепловыми нагрузками не превышает 3%, на этом расчёт коэффициентов α₁ и α₂ заканчиваем и находим К₂:

Вт/(м²∙К)

Рассчитаем теперь коэффициент теплопередачи для третьего корпуса К₃. Примем в первом приближении Δt₁ = 2,0 град.

Вт/(м²∙К)

град

Вт/(м²∙К)

Вт/м²

Как видим, q^’ ≠ q^”. Для второго приближения примем Δt₁ = 1 град, пренебрегая изменением физических свойств конденсата при изменении температуры, рассчитываем α₁ по соотношению:

Вт/(м²∙К)

Тогда получим:

град

Вт/(м²∙К)

Вт/м²

Очевидно, что q^’ ≠ q^”. Для расчёта в третьем приближении строим графическую зависимость удельной тепловой нагрузки q от разности температур между паром и стенкой (рис. 6) и определяем Δt₁.

Рис. 6. График зависимости удельной тепловой нагрузки q от разноститемператур Δt₁

Согласно графику можно определить Δt₁= 1,85 град. Отсюда получим:

Вт/(м²∙К)

град

Вт/(м²∙К)

Вт/м²

Как видим, q^’ ≈ q^”. Так как расхождение между тепловыми нагрузками не превышает 3%, на этом расчёт коэффициентов α₁ и α₂ заканчиваем и находим К₃:

Вт/(м²∙К)

Распределение полезной разности температур:

град

Проверка суммарной полезной разности температур:

град

Сравнение полезных разностей температур, полученных во втором и первом приближениях, представлено в таблице 8:

Таблица 8Сравнение полезных разностей температур

Параметр	Корпус
Параметр	1	2	3
Распределённые во втором приближении значения Δt_п, °С	16,2	18,2	21,45
Распределённые в первом приближении значения Δt_п, °С	21,5	17,8	16,54

Как видно, полезные разности температур, рассчитанные в первом приближении и найденные во втором приближении из условия равенства поверхностей теплопередачи в корпусах, существенно различаются. Поэтому необходимо заново перераспределить температуры (давления) между корпусами установки. В основу этого перераспределения температур (давлений) должны быть положены полезные разности температур, найденные во втором приближении.

Третье приближение

В связи с тем, что существенное изменение давлений по сравнению с рассчитанным во втором приближении происходит только в первом и втором корпусах, где суммарные температурные потери незначительны, в третьем приближении принимаем такие же значения Δ^’, Δ^”, Δ^’” для каждого корпуса, как в первом и втором приближениях. Полученные после перераспределения температур (давлений) параметры растворов и паров по корпусам представлены в таблице 9.

Температура кипения раствора определяется по формуле (в °С):

Таблица 9Параметры растворов и паров по корпусам после перераспределения температур

Параметры	Корпус
Параметры	1	2	3
Производительность по испаряемой воде w, кг/с	0,83	0,89	0,947
Концентрация растворов х, %	7,9	12,24	30
Температура греющего пара в первый корпус t_г1,	143,5	131	112,1
Полезная разность температур Δt_п, °С	16,2	18,2	21,45
Температура кипения раствора t_к, °С	127,3	112,8	90,65
Температура вторичного пара t_вп, °С	125,6	109,5	80
Температура греющего пара t_г, °С	-	124,6	108,5
Теплота парообразования r_в, Дж/кг	2713	2688	2642

Температура вторичного пара определяется по формуле (в °С):