1. Расход греющего пара определяем из уравнения теплового баланса

 

которое может  быть записано для каждого корпуса  в следующем виде :

                         

                 

    Потери  тепла в окружающую среду принимаем  равными 3 % от тепла греющего пара, т.е. А=1.03. Энтальпию вторичного пара находим из таблицы LVII [2] по давлению вторичного пара .

                   №                                         

                    I                         4.089·10⁵                              2750.9

                   II                         2.031·10⁵                              2716.1

                   III                        3.496·10⁴                              2608.2

Начальную теплоемкость раствора  определяем по концентрации при температуре раствора , которую принимаем равной температуре .

     Энтальпии греющего пара и энтальпии конденсата определяем из таблицы LVI [2] по температурам . 

          №                T ,                         

           I                  164.2                    2769.6                    681.7

           II                 142.908                2742.0                   591.5

           III                118.762                2709.3                   498.8

    Теплоемкость раствора находим по табличным данным при соответствующих концентрациях и температурах . 
 

         №                                      

          I                7.129                149.787                      3.75   

          II               12.414              129.198                      3.64

          III              48                     98.603                        3.25

    Теплоту изменения концентрации ( дегидротации ) – по концентрациям раствора в корпусах.

где –интегральные теплоты растворения при конечной и начальной концентрациях раствора в соответствующем корпусе.

При подстановке найденных величин  в уравнения для  получаем:

       

    Учитывая, что  и решая систему уравнений, определяем

а затем конечную концентрацию раствора по корпусам

2. Тепловая  нагрузка аппаратов

Таблица 5

 

2.6  Подпрограмма 6

 

    В  этой подпрограмме рассчитываются  коэффициенты теплоотдачи, удельные  тепловые нагрузки и коэффициенты  теплопередачи.

    Коэффициент  теплопередачи

где –коэффициент теплоотдачи от конденсирующегося пара к внешней стенке трубки;

 –суммарное термическое сопротивление  стенки трубки и накипи;

–коэффициент теплоотдачи от внутренней стенки трубки к кипящему раствору.

    В  качестве материала греющих трубок  выбираем сталь 20 .Ее коэффициент теплопроводности .

 Толщину накипи  принимаем  , а ее коэффициент теплопроводности .

  Коэффициент  теплоотдачи  рассчитываем по формуле

    Значения  коэффициента  для конденсата пара в зависимости от температуры конденсации пара находим по таблице 6 [3].

          №                      Температура кон-                       

                                   денсации пара,                             

          I                                 164.2                                      7496.3

          II                                142.9                                      7430.15

          III                               118.8                                      7223.2

   1) Коэффициент для 1-го корпуса рассчитываем методом последовательных приближений, принимая разность значений температур конденсации пара и стенки .

    1 приближение:

  Удельная  тепловая нагрузка аппарата (удельный тепловой по-ток) для установившегося прцесса теплопередачи может быть рассчитана по формуле

  Определив

находим перепад  температур стенки греющей трубки

а затем разность между температурами стенки трубки и кипящего раствора

Далее определяем коэффициент теплоотдачи  от стенки греющей трубки к кипящему раствору

                                 

  Физические свойства кипящих растворов NaOH и их паров: 

       Параметр                  I корпус           II корпус         III корпус

          

    Находим

и сравниваем тепловые потоки    и          

Задаем новое  значение и повторяем вышеуказанные расчеты.

     2 приближение:

 

 

 

 

  

 

Так как расхождение  между тепловыми нагрузками не превышает 5 % , то расчет коэффициентов  и   на этом заканчиваем. Находим :

    Аналогичный  расчет проводим для II-го и III-го корпусов.

II Корпус

    2) 1 приближение:

 

 

 

 

 

 

 

      2 приближение:

 

 

 

 

 

 

  III корпус

    3) 1 приближение:

 

 

 

 

 

                 

  2 приближение:

 

 

 

 

 

 

Таблица 6