где r2=967,34 кг/м3 – плотность рассола при температуре во второй ступени по таблице 2-1 [18].
3.2.4.9 Высота перегородки во второй камере испарения составит HA2
HA2=0,75´Hc2=0,75´0,597=0,448 м.
3.2.4.10 Аналогично находим высоту перегородки и уровней жидкости в остальных камерах испарения, принимая площадь сечения перепускного устройства равной во всех ступенях
3.2.4.10.1 Находим скорость истечения рассола из второй ступени в третью из уравнения неразрывности w2
3.2.4.10.2 Высота столба жидкости в третьей камере испарения Hс3 по формуле (7-44) [27]
где r3=971,63 кг/м3 – плотность рассола при температуре в третей ступени по таблице 2-1 [7].
3.2.4.10.3 Высота перегородки в третьей камере испарения составит HA3
HA3=0,75´Hc3=0,75´0,717=0,538 м.
3.2.4.10.4 Скорость истечения рассола из третьей ступени в четвёртую из уравнения неразрывности w3
3.2.4.10.5 Высота столба жидкости в четвёртой камере испарения Hс4 по формуле (7-44) [27]
где r4=975,71 кг/м3 – плотность рассола при температуре в четвёртой ступени по таблице 2-1 [7].
3.2.4.10.6 Высота перегородки в четвёртой камере испарения составит HA4
HA4=0,75´Hc4=0,75´0,875=0,656 м.
3.2.4.10.7 Скорость истечения рассола из четвёртой ступени в пятую из уравнения неразрывности w4
3.2.4.10.8 Высота столба жидкости в пятой камере испарения Hс5 по формуле (7-44) [27]
где r5=979,54 кг/м3 – плотность рассола при температуре в пятой ступени по таблице 2-1 [18].
3.2.4.10.9 Высота перегородки в пятой камере испарения составит HA5
HA5=0,75´Hc5=0,75´1,056=0,792 м.
3.2.4.10.10 Скорость истечения рассола из пятой ступени в шестую из уравнения неразрывности w5
3.2.4.10.11 Высота столба жидкости в шестой камере испарения Hс6 по формуле (7-44) [27]
где r6=983,19 кг/м3 – плотность рассола при температуре в шестой ступени по таблице 2-1 [18].
3.2.4.10.12 Высота перегородки в шестой камере испарения составит HA6
HA6=0,75´Hc6=0,75´1,260=0,945 м.
3.2.4.10.13 Скорость истечения рассола из шестой ступени в седьмую из уравнения неразрывности w6
3.2.4.10.14 Высота столба жидкости в седьмой камере испарения Hс7 по формуле (7-44) [27]
где r7=986,46 кг/м3 – плотность рассола при температуре в седьмой ступени по таблице 2-1 [7].
3.2.4.10.15 Высота перегородки в седьмой камере испарения составит HA7
HA7=0,75´Hc6=0,75´1,487=1,115 м.
3.2.4.10.16 Скорость истечения рассола из седьмой ступени в восьмую из уравнения неразрывности w7
3.2.4.10.17 Высота столба жидкости в восьмой камере испарения Hс8 по формуле (7-44) [27]
где r8=989,55 кг/м3 – плотность рассола при температуре в восьмой ступени по таблице 2-1 [18].
3.2.4.10.18 Высота перегородки в восьмой камере испарения составит HA8
HA8=0,75´Hc8=0,75´1,736=1,302 м.
3.2.4.10.19 Скорость истечения рассола из восьмой ступени в девятую из уравнения неразрывности w8
3.2.4.10.17 Высота столба жидкости в девятой камере испарения Hс9 по формуле (7-44) [Таубман]
где r9=992,26 кг/м3 – плотность рассола при температуре в девятой ступени по таблице 2-1 [7].
3.2.4.10.18 Высота перегородки в девятой камере испарения составит HA9
HA9=0,75´Hc9=0,75´2,008=1,506 м.
3.2.5 Из приведённых расчётов видно, что выбранный тип перепускного устройства обеспечивает частичное гашение существующего перепада давлений между ступенями. Уровень испаряемого рассола в камерах равномерно повышается с Hс1=0,50 м до Hс9=2,008 м.
Гасить напор между ступенями полностью нельзя, так как в низкотемпературных ступенях трудно обеспечить свободное истечение рассола. В этом случае движущая сила процесса парообразования будет значительно ниже.
3.3 Компоновка и основные размеры установки
3.3.1 По известной площади зеркала испарения ступеней fS=28 м2 и стандартной длины труб принимаем геометрические размеры одной камеры испарения равными:
- длина L= 4,6м;
- ширина B= 6 м.
3.3.2 Высоту одной ступени находим из расчёта высоты сепарационного пространства не менее одного метра [20]
3.3.2.1 Наибольшая высота трубного пучка составляет Hтр9=3,545 м.
3.3.2.2 Наибольшая высота уровня рассола в камере испарения Hс9=2,008 м.
3.3.2.3 Конструктивно принимаем высоту пространства от поверхности испарения до поддона сбора дистиллята h=0,8 м, высоту сепарационного пространства H0=1,5 м.
3.3.2.4 Расстояние от нижней точки трубного пучка до поддона сбора дистиллята принимаем равным hр= 0,2 м, толщину листа материала поддона hст=0,003м=3 мм.
3.3.2.5 Величину пространства над трубным пучком конденсатора принимаем равным hп=0,5 м.
3.3.2.6. Тогда необходимая высота ступени составит H
H=Hтр9+Hс9+H0+h+hп+hр+hст=3,545+2,008+0,8+0,2+0,003+0,5=7,056 м,
принимаем высоту одной камеры испарения H=7 м.
3.3.3 Из полученных результатов можно сделать вывод, что обеспечивая необходимую высоту сепарационного пространства в девятой ступени, она будет обеспечиваться и в остальных ступенях, где уровень жидкости меньше.
3.3.4 Камеры соединяются друг с другом перепускными устройствами и располагаются последовательно в одном корпусе, конденсаторы располагаются поперёк хода рассола.
3.3.5 Корпус камер испарения выполняется из листовой стали Ст.3, толщиной 10 мм. Жесткость обеспечивается каркасом из металлопроката.
3.3.6 Согласно конструкции, общая площадь камеры испарения в верхней части делится на две части: одну часть занимает сепарационное устройство, другую – трубный пучок конденсатора и поддон отвода дистиллята. В связи с этим принимаем ширину трубного пучка равную Bтр=4 м, длину Lтр=6 м.
|
Fcеп=Bc´L=0,6´6=3,6 м2,
где Bc=0,6 м – ширина сепарационного устройства, принятая по величине свободного парового пространства камер испарения.
3.3.8 Выполним проверку выбранной площади сепарационного устройства первой ступени испарения по допустимой скорости пара найденной ранее
3.3.8.1 По величине принятого критерия устанавливаемого сепаратора N=0,4 найдём отношение свободного сечения сепаратора на входе к его общей площади Fс по формуле (5-16) [20]
где аж=1,14 – постоянная (стр. 194 [7]);
a=450 – угол наклона жалюзи в поперечном разрезе;
m=304,1´10-6 Па´с – динамическая вязкость воды при температуре в первой ступени;
m20=1003´10-6 Па´с – динамическая вязкость воды при температуре 20 0С;
b’=0 – угол наклона жалюзийного пакета.
3.3.8.2 Площадь свободного сечения сепаратора составляет Fс.своб.
Fс.своб.=Fc´Fcеп=0,48´3,6=1,78м2.
3.3.8.3 Скорость вторичного пара в сепарационном устройстве первой, наиболее напряжённой, ступени по уравнению неразрывности составит wс1
3.3.8.4 Сравнивая найденную скорость пара с предельной величиной: wд1’=28,6 м/с больше wc1=28,2 м/с;
следовательно, выбранное сепарационное устройство обеспечит необходимую степень очистки пара принятую ранее.
3.4 Расчёт основных параметров пароструйного эжектора
3.4.1Как уже отмечалось выше, для повышения потенциала используемого в установке пара с низкими параметрами устанавливается пароструйный эжектор. Принимаем в качестве рабочего пар 40 с параметрами P=4,0 МПа и t=375 оС. Схема пароструйного эжектора представлена на рисунке 10.
A – рабочее сопло; B – приемная камера; C – камера смешения; D - диффузор
Рисунок 10 - Схема пароструйного эжектора.
3.4.2 Исходные данные для расчёта
3.4.2.1 Температура рабочего пара tр=375оC.
3.4.2.2 Давление рабочего пара Рр=4,0 МПа.
3.4.2.3 Температура эжектируемого пара tн=70оС.
3.4.2.4 Давление эжектируемого пара Pн=3,1161´104 Па.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21
