Определение тепловых нагрузок

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