Температуры кипения растворов

Общий перепад давлений в установке:

∆ p_об=1, 079-0, 0147=1, 064 МПа

Так как в первом приближении общий перепад давлений распределяется поровну, тогда, давления греющих паров в корпусах:

P_r1=1, 079

P_r2= 1, 079-1, 064/2=0, 547

Давление пара в барометрическом конденсаторе:

P_бк= P_r2- Pоб/2=0, 547-1, 064/2=0, 015МПа

что соответствует заданному значению P_бк.

При определении температуры кипения растворов в аппаратах исходят из следующих допущений. Распределение концентраций раствора в выпарном аппарате с интенсивной циркуляцией практически соответствует модели идеального перемешивания. Поэтому концентрацию кипящего раствора принимают равной конечной в данном корпусе и, следовательно, температуру кипения раствора определяют при конечной концентрации.

Изменение температуры кипения по высоте кипятильных труб происходит вследствие изменения гидростатического давления столба жидкости. Таким образом, температура кипения раствора в корпусе отличается от температуры греющего пара в последующем корпусе на сумму температурных потерь Σ ∆ от температурной (∆ ′), гидростатической (∆ ″) и гидродинамической (∆ ‴) депрессией (Σ ∆ =∆ ′ +∆ ″ +∆ ‴).

Гидродинамическая депрессия обусловлена потерей давления пара на преодоление гидравлических сопротивлений трубопроводов при переходе из корпуса в корпус. Примем для каждого корпуса ∆ ‴ =1 град. Тогда температуры вторичных паров в корпусах (в °С) равны:

t_{вп 1}=t_r2+∆ ₁‴ = 151, 9+1, 0= 152, 9°С

t_вп2= t_бк+∆ ₂‴ = 53, 6+1, 0= 54, 6°С

По температурам вторичных паров определим их давления. Они равны соответственно (В МПа) [3]:

P_вп1=0, 515

P_вп2=0, 0154

Ориентировочное оценивание поверхности теплопередачи выпарного аппарата:

F_ор= 172 м²

По ГОСТ 11987-81 [2] трубчатые аппараты с естественной циркуляцией и вынесенной греющей камерой (тип 1, исполнение 2) состоят из кипятильных труб высотой 4 и 5 м при диаметре d_н=38 мм и толщине стенки δ _ст=2 мм. Примем высоту кипятильных труб H=4 метра.

ρ 1=1029 кг/м³ ρ 2=1057 кг/м³

Давления в среднем слое кипятильных труб корпусов (в Па) равны:

P_1ср=51, 0*10⁴+4*1029*9, 8(1-0.5) /2=61, 7*10⁴

P_2cр=1, 54*10⁴+4*1057*9, 8(1-0.5) /2=16, 7*10⁴

определим гидростатическую депрессию по корпусам (в °С):

∆ ₁″ = t_1ср- t_{вп 1}= 161, 3-152, 9= 8, 4

∆ ₂″ = t_2ср - t_вп2=62, 1-54, 6=7, 5

сумма гидростатических депрессий:

Σ ∆ ″ = 8, 4+7, 5=15, 9 °С

температурную депрессию определим по уравнению:

где Т- температура паров в среднем слое кипятильных труб, К; ∆ ′ _атм – температурная депрессия при атмосферном давлении [5]

∆ ₁′ = 1, 62*10^-2(161, 3+273)²*1, 4/2173= 1, 96

∆ ₂′ = 1, 62*10^-2(62, 1+273)²*3.0/2540=2, 14

Сумма температурных депрессий:

Σ ∆ ′ = ∆ ₁′ +∆ ₂′ =1, 96+2, 14=4, 1°С

t_к1=151, 9+1.96+8, 4= 162, 2°С

t_к2=53, 6+2, 14+7, 5= 63, 2°С