Как найти теплоту парообразования вторичного пара онлайн

На этой странице вы можете рассчитать количество теплоты, необходимое для превращение жидкости в пар с помощью калькулятора онлайн. Для этого необходимо ввести массу жидкости и ее удельную теплоту парообразования (см. таблицу).

Формула количества теплоты для превращения в пар

Удельная теплота парообразования жидкостей и расплавленных металлов при температуре кипения и нормальном атмосферном давлении

Жидкость	Удельная теплота парообразования, кДж/кг
Азот жидкий	201
Аллюминий	9200
Аммиак	1370
Бензин	230 – 310
Висмут	840
Вода (при 0°С)	2500
Вода (при 20°С)	2450
Вода (при 100°С)	2260
Вода (при 370°С)	440
Вода (при 374,15°С)	0
Водород жидкий	450
Воздух	197
Гелий жидкий	23
Железо	6300
Золото	1650
Керосин	209 – 230
Кислород жидкий	214
Магний	5440
Медь	4800
Никель	6480
Олово	3010
Ртуть	293
Свинец	860
Спирт этиловый	906
Эфир этиловый	356
Цинк	1755

Примеры задач на нахождение количества теплоты

При нагревании воды при постоянном давлении повышается ее температура и содержание тепла. Это длится до кипения воды. При достижении точки кипения температура воды не изменяется до полного испарения воды. И на этом этапе мы используем конденсатоотводчик, так как нам нужно максимально использовать тепловую энергию пара. Конденсат, имеет ту же температуру при определенном давлении, что и пар. Когда конденсат после конденсатоотводчика попадает в зону атмосферного давления, он мгновенно закипает, а часть его испаряется, потому что температура конденсата выше, чем температура кипения воды при атмосферном давлении.Пар, который образуется при закипании конденсата, называют паром вторичного вскипания (более подробно про него в этой статье)

То есть это пар, образовавшийся в результате попадания конденсата в атмосферу или среду с низким давлением и температурой.

Что нужно учитывать при отборе пара вторичного вскипания:

1. Для получения даже небольшого количества пара вторичного вскипания потребуется большое количество конденсата. Особое внимание следует уделить пропускной способности конденсатоотводчика. Кроме того, после регулирующих клапанов давление обычно низкое.

2. Сфера применения должна подходить для использования пара вторичного вскипания, количество пара вторичного вскипания должно соответствовать, или быть немного больше, чем необходимо для обеспечения технического процесса.3. Участок использования пара вторичного вскипания не должен находиться далеко от оборудования, от которого отводится высокотемпературный конденсат.

Расчет количества пара вторичного вскипания:

Эк: Энтальпия конденсата при попадании в конденсатоотводчик при определенном давлении (кДж/кг)Эв: Энтальпия конденсата после конденсатоотводчика при атмосферном давлении или при текущем давлении в конденсатной линии (кДж/кг)Ст: Скрытая теплота парообразования при атмосферном давлении или текущем давлении в конденсатной линии (кДж/кг)

Как видно, чем больше разность давлений, тем большее количество пара вторичного вскипания. Тип используемого конденсатоотводчика так же влияет на количество произведенного конденсата. Механические конденсатоотводчики удаляют конденсат с температурой близкой к температуре насыщения пара. Термостатические, отводят конденсат с температурой значительно ниже температуры насыщения, при этом количество пара вторичного вскипания уменьшается.

Пример 1:Расчет количества пара вторичного вскипания в системе, где конденсат удаляется сразу после его образования.Берём данные из таблицы насыщенного пара:При давлении 8 бар, 170,5°С,энтальпия конденсата = 720.94 кДж/кгПри атмосферном давлении, 100°С,энтальпия конденсата = 419.00 кДж/кгРазница энтальпий составляет 301.94 кДж/кгСкрытая теплота парообразования при атмосферномдавлении = 2258 кДж/кгКоличество пара вторичного вскипания составит (%)

Таким образом, если расход пара в системе составляет 1000 кг, то количество пара вторичного вскипания будет 133 кг.

Пример 2

Как использовать таблицу

В дополнение к определению взаимосвязи между давлением и температурой пара, если вы знаете количество тепла, передаваемого в ккал, вы также можете рассчитать количество пара, которое превратится в конденсат в любом теплообменнике. И наоборот, таблица может использоваться для определения количества тепла, передаваемого теплообменником, если известна скорость потока образующегося конденсата.

1 ккал = 4,186 кдж
1 кдж = 0,24 ккал
1 бар = 0,102 МПа
Конденсат при температуре пара 179,9 °C и давлении 10 бар обладает теплотой в количестве 182, 1ккал/кг.
См. Колонку 5 таблицы параметров пара. Если его выпускать в атмосферу, т.е. при абсолютном давлении 1 бар, теплосодержание конденсата сразу же упадет до 99,7 ккал/кг. Избыток теплоты в количестве 82,3 ккал/кг вызовет вторичное вскипание части конденсата.

Величину части конденсата в %, которая превратится в пар вторичного вскипания, определяется следующим образом:

Разделите разницу между теплосодержанием конденсата при большем и при меньшем давлениях на величину скрытой теплоты парообразования при меньшем давлением значении давления и умножьте результат на 100.

% пара вторичного вскипания =

Количество пара вторичного вскипания

Количество образующегося вторичного пара зависит от разницы давления между зонами высокого и низкого давления. Его можно найти путем расчетов. Для примера рассмотрим варочный котел с паровой рубашкой, в которую подается насыщенный пар давлением 7 бари и температурой 170 °С. Энтальпия конденсата при данных пара метрах равна 721 кДж/кг.

В конденсатном трубопроводе давление составляет 0 бари. Соответственно, при этом давлении конденсат будет находиться при температуре 100 °С, и энтальпия конденсата будет равна 419 кДж/кг. Таким образом, имеется разница в 302 кДж, которая и будет затрачена на превращение части конденсата в пар.

Количество вторичного пара можно найти следующим образом:Для получения 1 кг насыщенного пара при давлении 0 бари требуется 2257 кДж тепла.

Имея излишек тепловой энергии в 302 кДж, можно получить 302: 2257 ≈ 0,134 кг пара на 1 кг конденсата.Таким образом, из 1 кг конденсата давлением 7 бари будет образовываться 13,4 % или 134 г пара давлением 0 бари.

Если расход пара, а соответственно и конденсата, например, составляет 250 кг/ч, то мы получаем по этим параметрам: 0,134 х 250 кг/ч конденсата = 33,5 кг/ч вторичного пара.

Определить количество вторичного пара можно используя график на рис. 1. Проведя горизонтальную линию от значения давления 7 бари до кривой, соответствующей давлению 0 бари, и спроецировав точку вниз, можно найти количество вторичного пара на 1 кг конденсата высокого давления.

Рисунок 1. Определение количества пара вторичного вскипания

Данный пример идеально подходит для конденсатоотводчиков, которые отводят конденсат сразу при его образовании, например поплавковых конденсатоотводчиков.

Термостатические конденсатоотводчики отводят переохлажденный по отношению к температуре насыщения конденсат. В этом случае количество пара вторичного вскипания будет несколько меньше, чем при отводе конденсата при температуре насыщения.Если в нашем примере будет отводиться конденсат с температурой на 15 °С ниже температуры насыщения, то получим:температура насыщения конденсата при 7 бари = 170 °С;степень охлаждения конденсата ниже точки насыщения = 15°С;температура отводимого конденсата = 170 – 15 = 155 °С.Из таблиц состояния насыщенного пара находим:энтальпия конденсата при 155°С = 654 кДж/кг;энтальпия конденсата при 0 бари = 419 кДж/кг;располагаемая энергия = 654 – 419 = 235 кДж/кг;энтальпия парообразования при 0 бари = 2257 кДж/кг.количество вторичного пара = 235: 2257 = 0,104 (10,4 %).Как видно, количество образующего пара на 1 кг конденсата при отводе переохлажденного конденсата составляет 10,4 % против 13,4 % при отводе конденсата с температурой насыщения.Если конденсатный трубопровод, куда отводится конденсат, находится под давлением, ситуация будет аналогичная.Предположим, что в нашем примере конденсат сливается в трубопровод с давлением 1 бари, тогда получим:энтальпия конденсата при 7 бари = 721 кДж/кг;энтальпия конденсата при 1 бари = 505 кДж/кг;располагаемая энергия = 721 – 505 = 216 кДж/кг;энтальпия парообразования при давлении 1 бари = 2201 кДж/кг.количество вторичного пара = 216:2257 = 0,098 (9,8 %).

Пример решения задачи

Данные к расчету выхода пара вторичного вскипания

Пример решения задачи

Данные к составлению пароконденсатного баланса

Таблица К.2.1

Исходные данные.

На производственный участок поступает пар давлением РК = 1 МПа в количестве 7 кг/с. Конденсатосборник – открытого типа.

Определить потери теплоты, связанные с невозвратом конденсата источнику пароснабжения в размере 30 %.

Решение. Доля возврата конденсата источнику составляет по условию задачи 70%. При этом по (2.1)-(2.3): потери чистого конденсата составляют

GK=0,3∙7=2,1 кг/с;

потери конденсата с пролетным паром

Gпр=0,21∙7∙0,3≈0,25 кг/с;

потери конденсата с паром вторичного вскипания

Gв.в=0,1∙7=0,7 кг/с.

Суммарное количество конденсата͵ не возвращенного в источник теплоснабжения, равно

∑G=2,1+0,25+0,7=3,05 кг/с.

Энтальпия насыщенного конденсата при заданных условиях hпр=763,1 кДж/кг;

энтальпия пролетного пара, определенная по давлению греющего пара в состоянии насыщения hпр=2777,1 кДж/кг;

энтальпия пара вторичного вскипания, определенная при атмосферном давлении, hв.в=2676,3 кДж/кᴦ.

Суммарные потери тепла, связанные с невозвратом конденсата источнику, определяются по (2.4):

∑Q=2,1∙763,1+0,25∙2777,1+0,7∙2672,3=4170,2 кВт.

Тепловые потери с невозвращенным конденсатом по отношению к количеству теплоты, подведенной в паропотребляющий аппарат, равны

Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, при заданных условиях потери теплоты составили более 20 % теплоты, поступившей на производственный участок с греющим паром.

Задача 2.2. Определить количество пара вторичного вскипания, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ можно получить при расширении насыщенного конденсата высокого давления. Исходные данные к расчету приведены в табл. К.3.2

Таблица К.2.2

Исходные данные. В сборный бачок-сепаратор поступает конденсат давлением РК=0,6 МПа в количестве 5,2 кг/с. Определить, сколько выделится пара вторичного вскипания при расширении конденсата до давления Р0=0,2 МПа.

Решенuе. Энтальпия конденсата высокого давления определяется по давлению насыщения РК и равна hK = 666,8 кДж/кг

Энтальпия конденсата низкого давления определяется по давлению насыщения пара и равна h0≈503,7 кДж/кг; скрытая теплота парообразования при этом же давлении r0=2202,9 кДж/кᴦ.

Доля пара вторичного вскипания βв.в образующегося при снижении давленияот рК до р0, составляет

Выход пара вторичного вскипания на выходе из бачка сепаратора определяется соотношением

Dв.в=βв.вGк

И равен

Dв.в=0,074∙5,2=0,39 кг/с

Количество теплоты, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ может быть сэкономлено с паром вторичного вскипания, кВт

Вследствие того что перепад давления в бачке – сепараторе невелик, выход пара вторичного вскипания составил всего 7,4%.

Подписывайтесь на наш Телеграм канал, там всегда много полезного

Энергия пара вторичного вскипания

При нагревании воды при постоянном давлении повышается ее температура и содержание тепла. Это длится до кипения воды. При достижении точки кипения температура воды не изменяется до полного испарения воды. И на этом этапе мы используем конденсатоотводчик, так как нам нужно максимально использовать тепловую энергию пара. Конденсат, имеет ту же температуру при определенном давлении, что и пар. Когда конденсат после конденсатоотводчика попадает в зону атмосферного давления, он мгновенно закипает, а часть его испаряется, потому что температура конденсата выше, чем температура кипения воды при атмосферном давлении.
Пар, который образуется при закипании конденсата, называют паром вторичного вскипания (более подробно про него в этой статье)

То есть это пар, образовавшийся в результате попадания конденсата в атмосферу или среду с низким давлением и температурой.

Что нужно учитывать при отборе пара вторичного вскипания?

1. Для получения даже небольшого количества пара вторичного вскипания потребуется большое количество конденсата. Особое внимание следует уделить пропускной способности конденсатоотводчика. Кроме того, после регулирующих клапанов давление обычно низкое;
2. Сфера применения должна подходить для использования пара вторичного вскипания, количество пара вторичного вскипания должно соответствовать, или быть немного больше, чем необходимо для обеспечения технического процесса
3. Участок использования пара вторичного вскипания не должен находиться далеко от оборудования, от которого отводится высокотемпературный конденсат.

Расчет количества пара вторичного вскипания

Эк: Энтальпия конденсата при попадании в конденсатоотводчик при определенном давлении (кДж/кг)
Эв: Энтальпия конденсата после конденсатоотводчика при атмосферном давлении или при текущем давлении в конденсатной линии (кДж/кг)
Ст: Скрытая теплота парообразования при атмосферном давлении или текущем давлении в конденсатной линии (кДж/кг)

Как видно, чем больше разность давлений, тем большее количество пара вторичного вскипания. Тип используемого конденсатоотводчика так же влияет на количество произведенного конденсата. Механические конденсатоотводчики удаляют конденсат с температурой близкой к температуре насыщения пара. Термостатические, отводят конденсат с температурой значительно ниже температуры насыщения, при этом количество пара вторичного вскипания уменьшается.

Пример 1:

Расчет количества пара вторичного вскипания в системе, где конденсат удаляется сразу после его образования.
Берём данные из таблицы насыщенного пара:
При давлении 8 бар, 170,5°С,
энтальпия конденсата = 720.94 кДж/кг
При атмосферном давлении, 100°С,
энтальпия конденсата = 419.00 кДж/кг
Разница энтальпий составляет 301.94 кДж/кг
Скрытая теплота парообразования при атмосферном
давлении = 2258 кДж/кг
Количество пара вторичного вскипания составит (%)

Таким образом, если расход пара в системе составляет 1000 кг, то количество пара вторичного вскипания будет 133 кг.

Пример 2:

Как использовать таблицу

В дополнение к определению взаимосвязи между давлением и температурой пара, если вы знаете количество тепла, передаваемого в ккал, вы также можете рассчитать количество пара, которое превратится в конденсат в любом теплообменнике. И наоборот, таблица может использоваться для определения количества тепла, передаваемого теплообменником, если известна скорость потока образующегося конденсата.

Абсолют. Давление бар	Температ пара °C	Уд.объем пара м3/кг	Плотность пара кг/м3	Теплота жидкости ккал/кг	Скрытая теплота парообра- зования ккал/кг	Полная теплота пара
P	t	V	7	q	r	X=q+r
0,010	7,0	129,20	0,007739	7,0	593,5	600,5
0,020	17,5	67,01	0,01492	17,5	587,6	605,1
0,030	24,1	45,67	0,02190	24,1	583,9	608,0
0,040	29,0	34,80	0,02873	28,9	581,2	610,1
0,050	32,9	28,19	0,03547	32,9	578,9	611,8
0,060	36,2	23,47	0,04212	36,2	577,0	613,2
0,070	39,0	20,53	0,04871	39,0	575,5	614,5
0,080	41,5	18,10	0,05523	41,5	574,0	615,5
0,090	43,8	16,20	0,06171	43,7	572,8	616,5
0,10	45,8	14,67	0,06814	45,8	571,8	617,6
0,20	60,1	7,650	0,1307	60,1	563,3	623,4
0,30	69,1	5,229	0,1912	69,1	558,0	627.1
0,40	75,9	3,993	0,2504	75,8	554,0	629,8
0,50	81,3	3,240	0,3086	81,3	550,7	632,0
0,60	86,0	2,732	0,3661	85,9	547,9	633,8
0,70	90,0	2,365	0,4229	89,9	545,5	635,4
0,80	93,5	2,087	0,4792	93,5	543,2	636,7
0,90	96,7	1,869	0,5350	96,7	541,2	637,9
1,00	99,6	1,694	0,5904	99,7	539,3	639,0
1,5	111,4	1,159	0,8628	111,5	531,8	643,3
2,0	120,2	0,8854	1,129	120,5	525,9	646,4
2,5	127,4	0,7184	1,392	127,8	521,0	648,8
3,0	133,5	0,6056	1,651	134,1	516,7	650,8
3,5	138,9	0,5240	1,908	139,5	512,9	652,4
4,0	143,6	0,4622	2,163	144,4	509,5	653,9
4,5	147,9	0,4138	2,417	148,8	506,3	655,1
5,0	151,8	0,3747	2,669	152,8	503,4	656,2
6,0	158,8	0,3155	3,170	160,1	498,0	658,1
7,0	164,9	0,2727	3,667	166,4	493,3	659,7
8,0	170,4	0,2403	4,162	172,2	488,8	661,0
9,0	175,4	0,2148	4,655	177,3	484,8	662,1
10	179,9	0,1943	5,147	182,1	481,0	663,1
11	184,1	0,1774	5,637	186,5	477,4	663,9
12	188,0	0,1632	6,127	190,7	473,9	664,6
13	191,6	0,1511	6,617	194,5	470,8	665,3
14	195,0	0,1407	7,106	198,2	467,7	665,9
15	198,3	0,1317	7,596	201,7	464,7	666,4
16	201,4	0,1237	8,085	205,1	461,7	666,8
17	204,3	0,1166	8,575	208,2	459,0	667,2
18	207,1	0,1103	9,065	211,2	456,3	667,5
19	209,8	0,1047	9,555	214,2	453,6	667,8
20	212,4	0,09954	10,05	217,0	451,1	668,1
25	223,9	0,07991	12,51	229,7	439,3	669,0
30	233,8	0,06663	15,01	240,8	428,5	669,3
40	250,3	0,04975	20,10	259,7	409,1	668,8
50	263,9	0,03943	25,36	275,7	391,7	667,4
60	275,6	0,03244	30,83	289,8	375,4	665,2
70	285,8	0,02737	36,53	302,7	359,7	662,4
80	295,0	0,02353	42,51	314,6	344,6	659,2
90	303,3	0,02050	48,79	325,7	329,8	655,5
100

Наши специалисты сделают Вам индивидуальный расчет пара вторичного вскипания.

Испарение сопровождается остыванием жидкости. Чем она холоднее, тем менее интенсивно происходит образование пара. Но скорость процесса можно поддерживать, если жидкость подогревать, то есть подводить к ней тепло.

Так возникает понятие удельной теплоты парообразования. У каждого жидкости и даже твердого тела (ведь и его можно превратить в пар) эта величина своя. Рассмотрим, как найти удельную теплоту парообразования.

Единица измерения

Удельная теплота парообразования – это величина, которая показывает, сколько теплоты необходимо сообщить веществу массой 1 кг, чтобы превратить его в пар. При этом температура вещества должна быть постоянной.

Обычно рассматриваемую величину обозначают латинскими буквами L, r или греческой λ (лямбда). Теплота в системе СИ измеряется в Джоулях (Дж), масса – в килограммах (кг). Таким образом, L измеряется в Дж/кг.

Так как теплота в джоулях принимает зачастую большие значения, может встречаться обозначения кДж (килоджоули) – Дж*1000, или МДж (мегаджоули) – Дж*1000 000.

Формула для величины

Формула выглядит так: L = Q/m, где:

• Q – теплота,
• m – масса.

Ее часто используют для расчетов энергетических затрат на выпаривание воды из растворов: Q= L* m.

L определяют в лабораториях и заносят в таблицы, составляют справочники, которыми можно пользоваться любому желающему. При этом всегда указывают температуру и давление, при которых находилось L.

С ростом температуры L уменьшается, так как жидкость расширяется, взаимодействие между ее частицами уменьшается, и ее легче превратить в пар. Когда плотность пара и жидкости сравниваются, наступает критическое состояние.

Оно характеризуется определенным давлением и температурой. Для воды — это 374 ℃ и 218,5 атм. В таком состоянии L=0.

Какие данные нужны, чтобы рассчитать значение?

Чтобы вычислить искомую величину, применяют знания о том, что теплота испарения равна теплоте конденсации со знаком «минус». Это значит, что когда пар конденсируется (превращается в воду), он охлаждается и отдает свое тепло окружающей среде. Можно применить формулу: Q= L* m.

Для расчетов необходимы следующие данные:

• Q – теплота, отданная паром, Дж,
• m – масса образовавшейся в процессе конденсации воды, кг;
• L – удельная теплота парообразования, Дж/кг – собственно то, что нужно определить.

Применяют также закон сохранения энергии и понятие теплоемкости: Qв=С*Mв*(T2-T1), где:

• С – удельная теплоемкость воды, которая нагревается под действием сконденсированного пара, Дж/(кг*К), – считается известной и берется из таблицы,
• Mв – ее масса;
• T2-T1 – изменение температуры в Кельвинах или градусах Цельсия.

Алгоритм и правила расчета

Для решения большинства задач используют следующий алгоритм:

1. Анализируют, как проходит процесс, какое вещество отдает, а какое получает тепло.
2. Переводят все единицы измерения в одну систему.
3. Записывают необходимые формулы.
4. Решают уравнение с одним неизвестным.

При проведении расчетов надо следить за размерностью величин. В системе СИ масса измеряется в кг, теплота в Дж, а температура в градусах Кельвина. Разность температур можно считать в градусах Цельсия.

Часто бывает нужно найти удельную теплоту парообразования при условиях кипения жидкости и нормальном атмосферном давлении (760 мм рт. ст.). В таких условиях получают чистую воду из растворов или выделяют из смеси веществ ее части.

Процесс используется в химической и пищевой промышленности и даже на бытовом уровне.

Несколько примеров нахождения

Задача №1. Сколько необходимо энергии для превращения в пар следующих кипящих веществ:

• 2 кг этилового спирта;
• 2 кг воды;
• 2 кг расплавленного свинца.

Необходимо воспользоваться формулой Q= L* m и взять значение L из таблицы. Получится:

• 0,84*МДж*2 кг = 1,68 МДж;
• 2,3 МДж*2 кг = 4,6 МДж;
• 8,6 МДж *2 кг = 17,2 МДж.

Как видно, превратить в пар воду сложнее, чем этанол, но легче, чем металл. На первый взгляд, это очевидно, но когда дело касается веществ, близких по температуре кипения, то разница становится менее заметна, ее невозможно угадать. Тем не менее, она имеет особое значение.

Задача №2. Как вычислить, сколько энергии необходимо, чтобы превратить 1 тонну воды при 20 ℃ в пар при 100 ℃?

Решение: 1 т = 1000 кг.

Из закона сохранения следует, что общая энергия складывается из таких составляющих: Q = Q1 +Q2, где:

• Q1 – тепло, ушедшее на нагревание воды с 20 до 100 градусов,
• Q2 – тепло, необходимое для образования пара (процесс происходит без изменения температуры).

Q1 = С*M* (T2-T1), С воды = 4200 Дж/(кг*К), Q2 = L*M, L воды при обычном кипении = 2,3 МДж/кг, T2-T1 = 100-20 = 80.

Подставляя известные величины, находят искомую энергию: Q = 4200*1000*80+2,3 *106*1000 = 4,2*80*106+2300*106=2636 (МДж)

Задача №3. Сколько надо затратить электроэнергии, чтобы превратить 1 л воды в пар?

Решение: Q= Lводы*m. Масса 1 литра обычной водопроводной воды равна 1 кг. Q=2260 кДж/кг *1 кг=2260 кДж=2,3 МДж.

1 кВт*ч = 3,6 МДж. Из простой пропорции следует, что надо затратить 0,64 кВт*ч. Для 2-х литров величина возрастет в 2 раза, для 3-х – в три, и так далее.

Зная тарифы на электроэнергию, несложно посчитать стоимость, во сколько рублей обойдется такое кипячение. Надо также учитывать, что частично энергия уйдет в воздух и на нагрев сосуда, частей плиты, поэтому реальный расход будет выше.

Таблица для ряда веществ

Удельная теплота парообразования при нормальном атмосферном давлении (1 атм = 760 мм рт. ст.) и температуре кипения (для каждого вещества она своя).

Для воды при 20 ℃ L=2,45МДж/кг.

Видео по теме статьи

Об удельной теплоте парообразования расскажет видео:

Заключение

Единица измерения удельной теплоты парообразования – Дж/кг. Она показывает, сколько при заданной температуре надо подвести тепла, чтобы преобразовать 1 кг вещества в пар. Величина определяется путем проведения экспериментов.

Для воды при 100 ℃ ее значение 2260 кДж/кг. Эта величина довольно большая в сравнении с характеристиками других веществ. С ростом температуры значение удельной теплоты образования пара уменьшается.

Составление материального баланса

Общее количество
воды, удаляемой в процессе выпаривания
на установке, рассчитывается из
соотношения

W=G_H(1-x_H/x_K);

W=7·(1-5/23)=5,5
кг/с.

Расчет концентраций
раствора по корпусам

Концентрация
раствора по корпусам зависит от количества
выпариваемой воды. Распределение
выпаренной воды по корпусам производят
на основании опытных данных. Для
прямоточной выпарной установки
справедливо следующее соотношение
выпаренной воды [4, 166]

W₁:W₂=1:1,1;

тогда

W₁=1/(1,0+1,1)=W/2,1;

W₁=5,5/2,1=2,6
кг/с;

W₂=(1,1W)/2,1;

W₂=(1,1∙5,5)/2,1=2,9
кг/с.

Концентрация по
корпусам для прямоточной выпарной
установки рассчитывается по следующим
формулам

x₁=(G_Hx_H)/(G_H-W₁);

x₁=(7∙5)/(7-2,6)=7,95
% масс.;

x₂=(G_Hx_H)/(
G_H-W₁-W₂);

х₂=(7∙5)/(7-2,6-2,9)=23
% масс.

Распределение давления по корпусам Общий перепад давлений в установке

ΔР_общ=Р_г1-Р_бк,

где Р_Г1–
давление греющего пара, поступающего
в 1 корпус установки, атм.; Р_бк–
давление в барометрическом конденсаторе,
атм.

Р_бк=Р_ат-В,

где Р_ат–
атмосферное давление, атм.; В – вакуум
в барометрическом конденсаторе, атм.

Р_бк=1-(76∙10³/98000)=0,22
атм.

Тогда общий перепад
давлений в установке равен

ΔР_общ=2,5-0,22=2,28 атм.

В
первом приближении общий перепад
давлений распределяют между корпусами
поровну

ΔР=ΔР_общ/2,

Тогда

ΔР=2,28/2=1,14 атм.,

давления греющих
паров в корпусах равны

Р_г2=Р_г1-ΔР;

Р_бк=Р_г2-ΔР;

Р_г2=2,5-1,14=1,36
атм.;

Р_бк=1,36-1,14=0,22
атм.

По давлениям паров
находим температуры и энтальпии греющего
пара по корпусам (приложения А20, А21)

Р, атм.
t, °С I,
кДж/кг

Р_г1=2,50
t_г1=126,55
I₁=2720

Р_г2=1,36
t_г2=106,90
I₂=2690

Р_бк=0,20
t_бк=61,50
I_бк=2604.

Определение температурного режима

Температуры кипения
растворов определяем по формулам

Корпус1:
t_кипl=t_r2+Δ₁‘+Δ₁“+Δ₁‘”;

Корпус 2:
t_кип2=t_бк+Δ₂‘+Δ₂“+Δ₂“.

где t_г−
температура греющего пара; Δ’ −
температурная депрессия;

Δ” − температурная
потеря от гидростатического эффекта;
Δ'” − гидравлическая потеря.

Гидравлические
потери вызваны изменением давления
вторичного пара вследствие гидравлических
сопротивлений между корпусами выпарной
установки. Принимаем величину
гидравлической депрессии равной 1°С.
Далее определяем температуру вторичного
пара по корпусам по формулам

Корпус 1:
t_вт1=t_r2+Δ₁‘”=106,+1=107,9^оС;

Корпус 2:
t_вт2=t_бк+Δ₂‘”=61,5+1=62,5^оС.

По найденным
температурам определяем давление и
удельные теплоты парообразования
вторичных паров по корпусам (приложения
А20, А21).

Таблица 2.5

Температуры, давления, удельная теплота парообразования вторичного пара по корпусам

№ корпуса	Температура вторичного пара tBT,°C	Давление вторичного пара РВТ, атм.	Удельная теплота парообразования г, кДж/кг
1	107,9	1,369	2239
2	62,5	0,229	2351,05

Гидростатическая
депрессия Δ” при расчете не учитывается,
так как выбрали выпарной аппарат с
вынесенной зоной кипения [4, 169].

Температурную
депрессию определяем по методу Тищенко
И.А.

Δ’=Δ’_aтмf,

где Δ’_атм− температурная депрессия при атмосферном
давлении; f − поправочный коэффициент,
рассчитываемый по формуле

f=16,2(T_вт²/r_вт),

где Т_вт−
температура вторичного пара, К; r_вт− теплота испарения растворителя или
теплота парообразования вторичного
пара, Дж/кг.

Определяем
поправочный коэффициент

f₁=16,2∙(380,92/2242∙10³)
= l,05;

f₂=16,2∙(335,5/2351,05∙10³)
= 0,78.

Температурная
депрессия при атмосферном давлении в
первом корпусе Δ’_атм1=1,4 °С,
Δ’_атм2=5,6 °С [4,187].

Определяем
температурную депрессию

Δ’₁=1,4∙1,05=1,47^о
С;

Δ’₂=5,6∙0,78=4,37^о
С.

Определяем
температуру кипения раствора по корпусам

t_к1=106,9+1,47+l=l
09,37°C;

t_к2=61,5+4,37+1=66,87^оС.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #