Температури кипіння розчинів

Загальний перепад тиску в установці дорівнює:

МПа.

У першому наближенні загальний перепад тиску розподіляється між корпусами порівну. Тоді тиски гріючих пар у корпусах рівні:

МПа;

МПа.

Тиск пари в барометричному конденсаторі

МПа,

що відповідає заданому значеннюр6к.

За тисками парів знаходимо їх температури та ентальпії (табл.П32):

р, МПа	t,про З	h, кДж/кг
рп1=1,079	tп1 = 183,2	h1п = 2787
рп2=0,7242	tп2 = 166,3	h2п = 2772
рп3=0,3694	tп3 = 140,6	h3п=2741
рбк = 0,0147	tбк=53,6	hбк = 2596

При визначенні температури кипіння розчинів в апаратах виходять із допущень. Розподіл концентрацій розчину у випарному апараті з інтенсивною циркуляцією практично відповідає моделі ідеального перемішування. Тому концентрацію киплячого розчину приймають рівною кінцевою в даному корпусі і, отже, температуру кипіння розчину визначають при кінцевій концентрації.

Зміна температури кипіння по висоті окропу відбувається внаслідок зміни гідростатичного тиску стовпа рідини. Температуру кипіння розчину в корпусі приймають відповідною температурою кипіння в середньому шарі рідкості. Таким чином, температура кипіння розчину в корпусі відрізняється від температури пари, що гріє, в наступному корпусі на суму температурних втрат ∑Δ від температурної ( ), гідростатичної (Δ") і гідродинамічної (Δ"') депресій (∑Δ= +Δ"+Δ" '). Гідродинамічна депресія обумовлена втратоютиск пари на подолання гідравлічних опорів трубопроводів при переході з корпусу в корпус. Так у розрахунках приймають Δ"'=1,0-1,5 0 С на корпус. Приймемо для кожного Δ"'=1 °С. Тоді температури вторинної пари в корпусах будуть рівні:

°З;

°З.

Сума гідродинамічних депресій

∑ =1+1+1=3, °С

За температурами вторинної пари визначимо їх тиск. Вони рівні відповідно: Р вп1=0,745 МПа;Рвп2 = 0,378 МПа;Рвп3 = 0,0154 МПа.

Гідростатична депресія обумовлена різницею тисків у середньому шарі киплячого розчину та на його поверхні. Тиск у середньому шарі киплячого розчинуРпор кожного корпусу визначається за рівнянням

, (4.3)

деН- Висота кип'ятільних труб в апараті, м; ρ- щільність киплячого розчину, кг/м 3; ε - паронаповнення (об'ємна частка пари в киплячому розчині), м 3 /м 3 .

Для вибору значенняНнеобхідно орієнтовно оцінити поверхню теплопередачі випарного апаратуFоp.При кипінні водних розчинів можна прийняти питоме теплове навантаження апаратів з природною циркуляцієюq= 20 000 - 50 000 Вт / м 2, апаратів з примусовою циркуляцієюq= 40 000-80 000 Вт / м 2 . Приймемоq= 40000 Вт/м 2 . Тоді поверхня теплопередачі 1-го корпусу орієнтовно дорівнює:

м 2 ,

деr1 - теплота пароутворення вторинної пари, Дж/кг.

За ГОСТ 11987-81 [2] (дод. 4), трубчасті апарати з природною циркуляцією і винесеною камерою, що гріє (тип 1, виконання 2) складаються з кип'ятільних труб висотою 4 і 5 м при діаметріdн = 38 мм і товщині стінки ст = 2 мм. Приймемо висоту окропуН= 4 м.

При пухирцевому (ядерному) режимі кипіння паронаповненнястановить ε=0,4-0,6. Приймемо ε = 0,5. Щільність розчину КОН знаходиться за табл. П27.

ρ1 = 1062 кг/м 3 , ρ2= 1104 кг/м 3 , ρ3=1399 кг/м 3 .

Тиск у середньому шарі кип'ятільних труб корпусів (Па) рівні:

;

Цим тискам відповідають наступні температури кипіння та теплоти випаровування розчинника (табл. П32):

Р, МПа	t,про З	r, кДж/кг
Р1ср=0,755;	t1ср = 168,0;	r1вп =2068
Р2ср=0,389;	t2ср = 142,8;	r2 вп = 2140
Р3ср=0,0291;	t3ср = 69,3;	r3вп=2340

Знаходимо гідростатичну депресію по корпусах:

=t1ср-tвп1=168-167,3=0,7 про З;

=t2ср-tвп2=142,8-141,6=1,2 про З;

=t3ср-tвп3=69,3-54,6=14,7 про З.

Сума гідростатичних депресій

∑ = + + =0,7+1,2+14,7=16,6 про З.

Температурну депресію визначимо за рівнянням (1.6)

= 1,62,

деТ- температура пари в середньому шарі кип'ятільних труб, К; атм – температурна депресія при атмосферному тиску.

Знаходимо значення по корпусах:

про З;

про З

про З.

Температури кипіння розчинів у корпусах дорівнюють:

про З;

про З.