10) Выпаривание
.pdf
|
х n |
|
|
LH xН |
|
|
для n-корпуса: |
|
n |
|
(4.104) |
||
|
|
|
LH W i |
|
||
|
|
|
|
1 |
|
|
Рассмотрим тепловой баланс (рис. 4.38)
Уравнение теплового баланса для n-корпуса имеет вид:
|
|
|
|
|
|
W n 1 H(n 1)Г |
Ln 1 H p(n 1) |
Ln H pn |
W n 1 H (n 1) |
W n H nВВ |
QnП |
Здесь:
|
- |
расход греющего пара для n-корпуса |
||||||||||
W n 1 |
||||||||||||
|
- |
расход вторичного пара. |
||||||||||
W n |
||||||||||||
|
- |
расход исходного раствора. |
||||||||||
L n 1 |
||||||||||||
|
- |
расход упаренного раствора. |
||||||||||
L n |
||||||||||||
|
|
|
• |
|||||||||
|
|
|
W , HВПn |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
• |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
• |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
QП n |
|
|
|
Ln-1 , Hp(n-1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
• |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
• |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Wn-1 , HГK(n-1) |
•
Ln , Hpn
Рис.4.38. Схема тепловых потоков для n-го аппарата
H (n 1) Г |
- энтальпия |
греющего пара.
H p(n 1) - энтальпия исходного раствора.
Н pn |
- энтальпия |
упаренного раствора.
H nBП - энтальпия вторичного пара.
Н ГК (n 1) - энтальпия конденсата греющего пара.
С помощью системы уравнений тепловых балансов для всех корпусов и уравнения баланса испаренной жидкости определяют расход греющего пара в первом корпусе, расходы выпаренной воды в каждом корпусе и их тепловые нагрузки.
Для определения поверхности теплопередачи корпусов необходимо знать полезную разность температур для каждого корпуса.
4.3.5. Полезная разность температур в многокорпусной установке и ее распределение по корпусам
Суммарную полезную разность температур в многокорпусной установки находят из уравнения :
Т n |
Т общ |
(4.105) |
|||
|
|
|
|
(4.106) |
|
ОБЩ |
|
1 |
|
|
|
где Тг1 температура греющего |
пара |
в |
первом корпусе, |
Т бк температура |
вторичного пара, поступающего в барометрическую камеру.
n |
n |
n |
|
|
(4.107) |
||
1 |
1 |
1 |
|
Здесь ''' гидродинамическая температурная |
депрессия. |
Она вызывается |
потерей давления вторичных паров при переходе из одного корпуса в другой на преодоление гидравлических сопротивлений. Потери давления насыщенного пара влечет за собой уменьшение его температуры.
Величина ''' небольшая, обычно ее не рассчитывают, принимают для каждого аппарата ~ 1-1.50C.
Т n распределяют между выпарными аппаратами различными способами.
1 способ. Поверхности теплообмена по корпусам равны:
F1 F2 ... Fn
2 способ. Суммарная поверхность теплообмена корпусов минимальна
n
Fi min .
1
1способ.
Основное условие первого способа распределения n
соотношением (4.108). Полезная разность температур в корпусе:
Т n KFQ
Тогда суммарная разность температур:
n П1 П 2 ... Пn
Сучетом (4.110) получим:
Т П F1 QK
(4.108)
установки
(4.109)
выражается
(4.110)
(4.111)
(4.112)
1 |
|
TП |
|||
F |
|
|
|
||
|
|||||
|
|
|
|
||
|
|
Q |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
K |
|||
|
|
|
|
|
Зная значение 1/F из (4.110) для первого корпуса получим:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q1 |
TП |
||
|
|
|
|
|||
Т П1 |
|
|
K1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
K |
||
|
|
|
|
|
|
|
Аналогично для второго и т.д.
(4.113)
(4.114)
Таким образом, при равенстве поверхностей теплопередачи в каждом корпусе суммарная полезная разность температур распределяется пропорционально отношению тепловой нагрузки к коэффициенту теплоотдачи в каждом корпусе.
2 способ.
Запишем уравнение (4.113) в виде:
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|||
|
Q |
|
||||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
||||
|
K |
|
||||
F |
|
|
|
|
|
|
TП |
||||||
|
||||||
Для нахождения минимума функции F |
|
необходимо дифференцировать |
последнее выражение по Т П , приравнивая полученные частные производные
нулю, что является необходимым условием экстремума функции. В результате получено для n-ного корпуса:
|
|
|
|
|
|
Т n |
|
||
Т ПН |
( |
Q n |
) |
0.5 |
|
(4.115) |
|||
K n |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
( |
Q |
)0.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
K |
|
При минимальной суммарной поверхности теплоотдачи многокорпусной установки общая полезная разность температур распределяется пропорционально квадрату корня из отношения тепловой нагрузки к коэффициенту теплоотдачи в каждом корпусе.
Распределение общей полезной разности температур этим способом приводит к удорожанию изготовления аппаратов и эксплуатации, но дает экономию металла.