Решение. 1) Количество выпариваемой воды

1) Количество выпариваемой воды

W= G_н (1 – ) = 1200 (1 – ) = 900 кг/ч,

G_к= G_н –W= 1200 – 900= 300 кг/ч.

2) Температура греющего пара

t_п=196, 552+ 4, 3826· + 8, 514 lnP_п – 273= 104, 7 º С.

3) Общая разность температур

Δ t_общ =t_п–t_вт.к= 104, 7–60=44, 7 º;.

4) Температура вторичного пара над раствором

t_вт = t_вт.к.+ Δ _гд =60+1=61 º С.

5) Давление вторичного пара в конденсаторе и выпарном аппарате

=

Па

Па

Вакуум в конденсаторе

h_конд =Р_а – Р_конд =101300 – 20882= 81362 Па.

Вакуум в выпарном аппарате

h_вт =Р_а – Р_вт =101300 – 20882= 80418 Па.

6) Физико-химическая депрессия

Δ = 16, 2· Δ _а · ,

r_вт = 2493490 –2304, 8· t_вт +1, 58576· –18, 7776·· =

= 2493490 -2304, 8· 61+1, 58576· 61² -18, 7776·61³ = =2354536 Дж/кг;

Δ = 16, 2· 2 · =1, 54 º;.

7) Температура кипения раствора на его поверхности

t_р= t_вт+ Δ = 61+1, 54º = 62, 54 º С.

8) Давление раствора у середины греющих труб

Р_с=Р_вт+ρ _эg (h_изб+ h_тр/2).

Плотность парожидкостной эмульсии в греющих трубах

ρ _э=0, 6·ρ =0, 6·1080=648 кг/м³;

Р_с=20882+648·9, 81 (0, 15+1, 5/2) =26603 Па.

9) Температура воды у середины греющих труб

t_в.с. = 196, 552+4, 3826· +8, 514·lnР_с–273=

= 196, 552+4, 3826· +8, 514·ln26603–273=66, 27 º С.

10) Гидростатическая депрессия

Δ _гс= t_в.с. – t_вт=66, 27-61=5, 27 º;.

11) Температура кипения раствора по середине греющих труб

t_р.с.= t_р +Δ _гс=62, 54+5, 27=67, 81 º С.

12) Полезная разность температур

Δ t = t_п – t_р.с.=104, 7-67, 81=36, 89 º;

Δ t = Δ t_общ – Δ - Δ _гс - Δ _гд =44, 7-1, 54-5, 27-1=36, 89 º;.

13) Удельная теплоёмкость обрата

С= 41, 87 (100, 3–Х),

начальная теплоёмкость

С_н= 41, 87 [ 100, 3-9 ] =3823 Дж/(кг·º С);

конечная теплоёмкость

С_к= 41, 87 [ 100, 3-36 ] =2692 Дж/(кг·º С).

14) Удельная энтальпия водяного пара, конденсата и вторичного пара

i_n= 2493·10³+1970·t_n=2493·10³+1970·104, 7=2699259 Дж/кг;

i_к=C_к· t_n =4190· 104, 7=438693 Дж/кг;

i= 2493000+1970·t_вт= 2493000+1970·61=2613170 Дж/кг.

15) Начальная температура обрата

t_н = t_к – Δ – Δ ₁,

где Δ ₁ – физико-химическая депрессия для исходного продукта (примем Δ ₁ =0).

t_к= t_р.с;

t_н = 67, 81 – 1, 54=66, 27 º С.

16) Тепловой поток

Q=δ _n· [ G_k(c_кt_к– c_нt_н)+W(i–c_нt_н) ],

где δ _n = 1, 05 – 5 % надбавка на потери тепла в окружающую среду;

Q= · [ 300 (2692·67, 81–3823·66, 27) +900 (2613170–3823·66, 27)] =613492 Вт.

17) Расход греющего пара

D=Q/ (i_n–i_к) =3600·613492/ (2699259–438693) =977 кг/ч.

18) Удельный расход пара

d=D/W=977/900=1, 09 кг пара на 1 кг воды.

19) Площадь поверхности теплопередачи

F=Q/ (к·Δ t) = 613492/ (1320·36, 89) =12, 6 м².

20) Количество греющих труб

n= = =70 труб.