Определение поверхности теплопередачи выпарных аппаратов

Поверхность теплопередачи каждого корпуса выпарной установки определяют по основному уравнению теплопередачи:

F = Q/(KДt_п). (1.1)

Для определения тепловых нагрузок Q, коэффициентов теплопередачи К и полезных разностей температур Дt_п необходимо знать распределение упариваемой воды, концентраций растворов и их температур кипения по корпусам. Эти величины находят методом последовательных приближений.

Первое приближение

Производительность установки по выпариваемой воде определяют из уравнения материального баланса:

W = G_н (1-x_н/х_к) = 8.611 · (1 — 10/40) = 6,46 кг/с. (1.2)

Концентрации упариваемого раствора

Распределение концентраций раствора по корпусам установки зависит от соотношения нагрузок по выпариваемой воде в каждом аппарате. В первом приближении на основании практических данных принимают, что производительность по выпариваемой воде распределяется между корпусами в соответствии с соотношением.

w₁ : w₂ : w₃ = 1,0: 1,1: 1,2

Тогда.

w₁ = 1,0W/(1,0 + 1,1 + 1,2) = 1,0 · 6.46/3,3 = 1,96 кг/с;

w₂ = 1,1 · 6.46/3,3 = 2,15 кг/с;

w₃ = 1,2 · 6.46/3,3 = 2,35 кг/с.

Далее рассчитывают концентрации растворов в корпусах:

х₁ = G_нx_н/(G_н — w₁) = 2 · 0,1/(6,46 — 1,96) = 0,1294 или 12,94%;

х₂ = G_нx_н/(G_н — w₁ — w₂) = 2 · 0,1/(6,46 — 1,96 — 2,15) = 0,1913 или 19,13%;

х₃ = G_нx_н/(G_н — w₁ — w₂ — w₃) = 2 · 0,1/(6,46— 1,96 — 2,15 — 2,35) = 0,40 или 40%.