Расход греющего пара в первом корпусе, производительность каждого корпуса по выпариваемой воде и тепловые нагрузки по корпусам определяются путем совместного решения уравнений тепловых балансов по корпусам и уравнениями баланса по воде для всей установки:
(2.7)
Так как , а , то
(2.8)
(2.9)
(2.10)
W=W1+ W2+ W3, (2.11)
где D – расход греющего пара в первом корпусе, кг/с; – энтальпия пара и конденсата, соответственно, Дж/кг; 1,03, 1,02, 1,01 – коэффициенты, учитывающие 3;2;1 % потерь тепла в окружающую среду по корпусам, соответственно (потери тепла обычно принимают в размере 2 ÷ 6% от тепловой нагрузки аппарата); – удельная теплоемкость, Дж/кг∙К; – теплота концентрирования по корпусам. Величинами пренебрегаем, поскольку эти величины значительно меньше принятых потерь тепла; tн – температура кипения исходного раствора, подаваемого в первый корпус, – температура кипения в i-ом корпусе.
,
где – температурная депрессия для исходного раствора; сн, с1, с2 – теплоёмкость растворов при концентрациях , кДж/(кг×К)
Теплоёмкость (в кДж/(кг×К)) разбавленных водных растворов ( < 20%) рассчитывается по формуле:
(2.12)
Подставим известные значения в уравнения.
W = 1,98 = W1+ W2+ W3
W = 1,98 = W1+ W2+ W3
1,98 = + +
Отсюда:D = 0,639 кг/с.
Тогда:
W1 = 0,954×0,63 – 0,008 = 0,6 кг/с
W2 = 0,881×0,63 + 0,086 = 0,65 кг/с
W3 = 0,704×0,63 – 0,272 = 0,73 кг/с
Проверка
W = W1 + W2 + W3 = 0,6 + 0,65 + 0,73 = 1,98 кг/с
Определим тепловые нагрузки, кВт:
Q1 = D∙2139,1 = 0,63∙2139,1=1366,9
Q2 = W1∙2178,9 = 0,6∙2178,9=1307,6
Q3 = W2∙2249,2 = 0,66∙2249,2=1462,0
Полученные данные сводим в табл.2.4.
Таблица 2.4 – Параметры растворов и паров по корпусам
Параметр | Корпус | ||
Производительность по испаряемой воде W, кг/с | 0,6 | 0,65 | 0,73 |
Концентрация растворов x, % | 5,1 | 7,3 | |
Давление греющих паров Рг ,МПа | 0,4 | 0,2733 | 0,1466 |
Температура греющих паров tГ, ºC | 143,6 | 130,1 | 110,6 |
Температурные потери , ºC | 3,55 | 4,32 | 12,16 |
Температура кипения раствора tк ,ºC | 133,65 | 114,92 | 72,16 |
Полезная разность температур ∆tп, ºC | 9,95 | 15,18 | 38,44 |
Тепловая нагрузка Q, кВт | 1366,9 | 1307,6 | 1462,0 |