Уравнение теплового баланса в развернутом виде

Схема выпарного аппарата для расчета

Расчет выпарного аппарата

Тепловой баланс многократного выпаривания

Очевидно, что количество греющего пара D_n, поступающего в корпус n, равно количеству воды W_n-1 выпаренной в корпусе (n-1). (при работе установки без отбора экстра-пара).

Технологический (тепловой) расчет выпарного аппарата при его проектировании сводится к определению поверхности нагрева при заданных условиях работы выпарного аппарата.

При расчете заданы обычно следующие параметры:

S_н, кг/с – производительность аппарата;

х_н, х_к – соответственно начальная и конечная массовые доли растворенного вещества, свойства которого можно найти по справочнику.

Цель:

- определить количество растворителя W, которое необходимо выпарить, чтобы повысить концентрацию от х_н до х_к;

- определить количество теплоты, которое необходимо для выпаривания этого количества растворителя;

- определить расход теплоносителя (в большинстве случаев пар) D_г.п.;

- определить поверхность нагрева F, м²;

- выбрать ВА по ГОСТ.

Расчет заключается в решении систем уравнений материального, теплового балансов и теплопередачи с учетом дополнительных условий.

Из-за большого количества неизвестных величин расчет становится громоздким. Поэтому его выполняют методом последовательных приближений. Задаются значениями соответствующих величин, выполняют расчет и в случае существенного расхождения принятых и рассчитанных величин принимают новые значения тех же величин, для последующего приближения. Предварительно выполняют приближенный расчет, который позволяет выяснить ориентировочные показатели работы аппарата.

с – удельная теплоемкость, Дж/кгК

t – температура, К

Н – энтальпия, Дж/кг

G – расход раствора, кг/с

D – расход пара, кг/с

Q – количество тепла, Вт

х – концентрация, %

φ – влажность пара, %

1. Определение количества выпариваемого раствора W, кг/с

Пр-Ух+Ис-Ст=Нак – общее балансовое соотношение

Т.к процесс непрерывный, следовательно количество субстанции, которая приходит в аппарат, равно количеству субстанции, которая уходит Пр=Ух.

1.1 по потокам

– материальный баланс

1.2 по растворенному веществу

– если задана х_к, следовательно найдем W

– если задана W, следовательно найдем х_к

2. Определение количества теплоты и расхода греющего пара на выпаривание

Приход теплоты

Расход теплоты

с греющим паром

с исходным раствором

с упаренным раствором

с вторичным паром

с паровым конденсатом

теплота концентрирования

потери в окружающую среду

Дата добавления: 2013-12-12