Учебно-методический комплекс по предмету обсуждена на заседании кафедры «Химическая технология»

Расчет полезной разности температур

1. Общая полезная разность температур равна:

Полезные разности температур по корпусам (в ⁰С) равны:

Тогда общая полезная разность температур

Проверим общую полезную разность температур:

2. Определение тепловых нагрузок.

Расход греющего пара в1-й корпус, производительности каждого корпуса по выпарной воле и тепловые нагрузки по корпусам определим путем совместного решения уравнение тепловых балансов по корпусам и уравнения баланса по воде для всей установки:

Q₁=Д(l_r1-i₁)=1,03[G_HC_H(t_K1-t_H)+W₁(l_вn1-C_вt_k1)+Q_конц] (8)

Q₂= W₁(l_r2-i₂)=1,03[G_H-W₁]G(t_K2-t_k1)+W₂(l_вn2-C_вt_k2)+Q_2конц] (9)

Q₃= W₂(l_r3-i₃)=1,03[G_H-W₁- W₂]G(t_k3-t_k2)+W₃(l_вn3-C_вt_k3)+Q_3конц] (10)

W=W₁+W₂+W₃ (11)

где 1,03 – коэффициент, учитывающий 3% потерь тепла в окружающую среду.

При решение уравнение (8) - (11) можно принять:

l_вn1 l_r2; l_вn2 l_r3 ; l_вn3 l_бк

С_Н, С₁, C₂ теплоемкости растворов соответственно исходного, в первом и во втором корпусе кДж/(кг.к); Q_1конц, Q_2конц, Q_3конц – теплота концентрирования по корпусам, кВт; t_н - температура кипения исходного раствора при давлении в 1-м корпусе, ⁰С.

t_н=t_вn1+

где - температурная депрессия для исходного раствора.

Анализ зависимости теплоты концентрирования от концентрации и температуры (5) показал что она наибольшая для третьего корпуса. Поэтому рассчитаем теплоту концентрирования для 3-го корпуса:

Q_3конц=G_{сух ,} (12)

где G_сух= производительность аппаратов по сухому КОН, кг/с; - разность интегральных теплоту растворения при концентрациях Х₂ и Х₃ кДж/кг ([3] Справочник химика Т.III, V. 1962, с. 166)

Q_3конц=11,12*0,05(963,7-838,0)=69,9 кВт

Сравним Q_3конц с ориентировочной тепловой нагрузкой для 3-го корпуса Q_3ор:
Q_3ор=( -W₁-W₂)C₂(t_k3-t_kг)+W₃(l_вn3-C_вt_k3)=(11.12-2.95-3.24)·3,56(87,0-

-146,74)+3,53(2596-4,19*87,43)=6816 кВт

Поскольку Q_3конц составляет значительно меньше 3% от Q_зор1 в уравнениях тепловых балансов по корпусам пренебрегаем величиной Q_конц.

Получим:

Q₁ = Д(2787 - 778,1) = 1,03[11,12*3,9(170,7-168,3) + W₁(2772 - -4,19*170,07)];

Q₂ = W₁(2772-704) = 1,03[(11,12 - W₁)3,77(146,74 - 170,07) + W₂(2741 - 4,19*146,74)];

Q₃ = W₂(2741 - 593) = 1,03[(11,12 + W₁ + W₂)3,56*(87 - 146,74) + +W₃(2596 - 4,19*87,43)];

Q₁ = Д*2008,9 = 1,03[103,9 + W₁*2059,4]