Предельное и оптимальное число корпусов многокорпусной установки

Расход теплоты уменьшается с увеличением числа корпусов. Отсюда правомерен вывод о целесообразности существенного увеличения числа корпусов. Однако на практике число корпусов в многокорпусных выпарных установках ограничено и не превышает десяти (чаще 3−5). Это объясняется тем, что с увеличением числа корпусов повышаются температурные потери и поэтому снижается общая движущая сила процесса (полезная разность температур на установке).

Расчет числа корпусов предполагает определение основных геометрических характеристик, включая конструкцию аппарата и его поверхность теплопередачи, а также технологических параметров работы (давление, температура, расход потоков и т. п.).

В основе всех расчетов лежит система уравнений материальных и тепловых балансов для всей установки в целом и каждого корпуса в отдельности, уравнений расчета коэффициентов теплопередачи и поверхности теплообмена для каждого корпуса, уравнений расчета основных физических и термодинамических характеристик потоков раствора и пара.

Методика расчета (алгоритм) многокорпусной установки основана на приведенной ниже последовательности решения уравнений:

• — определяют общее количество выпаренной воды по уравнению (19.5) и распределение ее между корпусами по какому-либо правилу, например по опытным данным. В первом приближении доли выпаренной воды можно распределять поровну между корпусами (задавшись предварительно числом корпусов);
• — с помощью уравнений (19.5) и (19.6) рассчитывают концентрации растворов, поступающих и выходящих в каждый корпус установки;
• — находят общий перепад температур А/обш по всей установке — по уравнению (19.8) или (19.9) и распределяют его между корпусами (в первом приближении можно поровну);
• — по значениям давлений паров и концентраций растворов в аппаратах определяют температуры греющих и вторичных паров, температуры кипения растворов с учетом всех температурных депрессий (раздел 19.3), суммарную полезную разность температур и полезные разности температур по корпусам (19.8) и (19.9);
• — с помощью уравнения тепловых балансов (19.6) находят тепловые нагрузки в каждом аппарате;
• — рассчитывают коэффициенты теплоотдачи и теплопередачи в корпусах в зависимости от конструкции аппарата;
• — с учетом тепловых нагрузок и коэффициентов теплопередачи распределяют суммарную полезную разность температур (19.8) и (19.9) между корпусами. Сравнивают распределенную полезную разность температур с найденной из расчета. В случае расхождения (более 5%) расчет повторяют. Расчеты проводят методом итераций до совпадения принятых и распределенных полезных разностей температур;
• — определяют потребную поверхность теплопередачи выпарного аппарата по уравнению теплопередачи и по ней подбирают нормализованные размеры.