| Дәріс 6. Көп корпусты буландыру қондырғылары.
Дәріс жоспары.
1. Көп корпусты буландыру қондырғылар.
2. Көп корпусты буландыру қондырғысының материалдық және жылу баланстары.
3. Көп корпусты буландыру қондырғыларды есептеу.
Қазіргі буландыру қондырғыларында өте көп мөлшерде су буландырлады. Жоғарыда көрсетілгендей, біркорпусты қондырғыда 1 кг суды буландыру үшін 1 кг ысытатың бу қажет етеді. Бұл жағдай ысытатың будын өте көп мөлшерде шығындалатының көрсетеді. Дегенмен, буландыру процесін көпкорпусты қондырғыларда өткізіп, ысытатың будың шығының азайтуға болады. Мұнда бірінші аппаратқа ысытатың бу берілсе, екінші аппаратты ысыту үшін бірінші аппараттан шығатың екіншілік бу пайдаланады, ал үшінші аппаратты ысыту үшін екінші аппараттан шығатың бу пайдаланалы және сол сияқты. Соңғы аппараттан шығатың бу конденсаторға жіберіледі. Көпкорпусты буландыру қондырғылардағы ысытатын будын нақты шығыны 9.1-кестеде берілген.
6.1-кесте
Аппараттар саны
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
1 кг суды буландыру үшін шығындалған будын нақты мәні, кг
|
1,1
|
0,57
|
0,4
|
0,3
|
0,27
|
Бұл кестеден аппараттардын саны көбейген сайын 1 кг суды буландыру үшін қажет болған ысытатын будын мөлшері азаяды. Егер бір аппаратты қондырғының орнына екі корпусты қондырғы койылса, ысытатың бу шамамен 50%-ке, ал төрткорпустының орнына бескорпусты қойылса, ысытатын бу 10%-ке үнемделеді. Аппарат саны көбейген сайын будын үнемділігінің азаюы корпус санын көбейте беруге болмайтындығын көрсетеді.
Көп корпусты қондырғылардын тәсімдері. Сонғы аппараттағы екіншілік будын қысымына байланысты, көпкорпусты буландыру қондырғылары вакуумды және жоғары қысымды болады. Өнеркәсіпте вакуумды қондырғылар жиі кездеседі. Қысымды қондырғылардын сонғы корпусынан алынған жоғары қысымды екіншілік буды басқа мақсаттарға (мысалы, кептіргіш, жылуалмастығгыш аппарттарда, ректификациялық колонналарда және т.б.) экстра-бу ретінде пайдалануға болады. Мұндай қондырғылардағы буландыру аппараттардын қабырғалары қалын болса да, конденсатордын жоқтығы қондырғынын артықшылығың көрсетеді.
Ысытатын бу және буландырылатын ертінді ағындарының өзара бағытына байланысты көпкорпусты қондырғылардын төмендөгі тәсімдері болады:
1) бір бағытты ағынды көпкорпусты қондырғылар;
2) қарама-қарсы ағынды көпкорпусты қондырғылар;
3) ерітіндімен үздіксіз параллель қоректенетін көпкорпусты қондырғылар.
Материалдық балланс. Бір корпусты буландыру қондырғысының материалдық балансынын теңдеуіне сәйкес көпкорпусты қондырғының материалдық балансынаң барлық корпустарды буландырылған жалпы су мөлшері анықталады:
(6.1)
мұнда және - бастапқы ертіндінің мөлшері және концентрациясы; - соңғы корпустан алынатын қоюландырылған ертіндінің концентрациясы.
Кез келген n-корпус үшін (9.1)-теңдеуіне сәйкес төмендегіні жазамыз:
(6.2)
Мұнда w1,w2,wn - бірінші, екінші, ...., n-корпустардағы буландырылған судың мөлшерлері. Кез келген корпустан кейінгі ертінді концентрациясы:
(6.3)
Жылу балансы. Көпкорпусты буландыру қондырғының әр корпусының жылу балансы біркорпусты аппараттың балансы сияқты (5.5)-теңдеуіне сәйкес жазылады. Үшкорпусты бір бағытты ағынды вакуум буландыру қондырғысының бірінші корпусы қаныққан су буымен ысытылады. Ысытатың (біріншілік) будың мөлшері D, (кг/с) оның энтальпиясы Іыс, (кДж/кг) және температурасы , С. Бірінші корпустан соң Е1, (кг/с) және екінші корпустан соң Е2, (кг/с) экстра бу алынады.
Осыған сәйкес бірінші корпустан екінші корпусқа ысытатын бу ретінде берілетін екіншілік будын мөлшері (W1 - E1), (кг/с) және екінші корпустан үшінші корпусқа берілетің екіншілік бу мөлшері (W2 - E2), (кг/с) болады.
Корпустардын жылу балансының теңдеуі:
бірінші корпус:
(6.4)
екінші корпус:
(6.5)
үшінші корпус:
(6.6)
Мұнда , , - бу конденсатының 1, 2, және 3 -температураларына сәйкес меншікті жылу сыйымдылықтары; с1, с2, с3 - әр корпустағы ерітіндінің орташа температурасына сәйкес оның меншікті жылу сыйымдылықтары; , , - судың tк1, tк2 және tк3 температураларына сәйкес меншікті жылу сыйымдылықтары; tб, tк1, tк2, tк3 -ерітіндінің бастапқы температурасы және онын әр корпустағы қайнау температуралары; , , - әр корпустағы концентрациялану жылулары; , , - әр корпустағы қоршаған ортаға жылу шығындары.
Қоршаған ортаға таралатын жылу шығынын әр корпус үшін Q1, Q2, Q3-тердің 3 5 %-іне тең деп қабылдауға болады.
Егер ерітінді бірінші корпусқа алдынала қайнау температурасына дейін ысытылып берілсе онда tб = tк1 болып, (9.22)-формуладағы болады . Сонымен бірге бірбағытты ағынды - тәсімде (9.2-суретте) өз-өздігінен булану салдарынаң баланстағы ерітінді ысытуға шығындалған жылуды өрнектейтін шамалардын мәні барлық корпуста (біріншіден басқа) теріс танбаға ие болады, себебі tк2 tк1 және tк3 tк2.
(6.4), (6.5) және (6.6) -теңдеулер системасында D, w1, w2, w3 - төрт белгісіздер бар, ал теңдеулер саңы үшеу.
Бұл теңдеулер системасын шешу үшін оны тағы бір теңдеумен (материалдық баланс) толықтыру керек:
(6.7)
Жылу балансың жалпы кез келген n-корпус үшін жазамыз:
(6.8)
Осыған сайкес су бойынша материалдық баланс
(6.9)
Жылу балансының өрнегі тәсімге байланысты болады.Бұл баланстан ысытатын будың және корпустардағы жылу мөлшерлері анықталады.
Өзінді тексеруге арналған сұрақтар.
1. Көп корпусты буландыру аппаратының түрлері қандай? Буландыру аппаратарыныдағы жылу беру ерекшеліктері? Жылу беру коэффициентінің әсері? Буландыру қондырғысының жұмысын сипаттайтын заңдылықтар қандай? Бұл жағдайда температураның төмендеуі қалай анықталады? Көп корпусты буландыру аппаратының жылулық есебі қандай? Мерзімді әрекетті аппараттардағы буландыру қалай жүреді? Олар үшін қандай жұмыс режимдері қолданылады? Буландыру аппараттарын қандай белгілеріне байланысты жіктейді? Буландыру аппараттарының конструктивтік сұлбасын көрсетіңіздер және оларға технико –экономикалық баға беріңіздер? Буландыру аппарататарын таңдаған кезде қандай талаптарға сай қабылдау керек? Қандай жағдайларда бу конденсаторын қолданады және не үшін? Конденсаторлардың түрлері қандай? Олардың өнімділігі қалай анықталады?
Ұсынылатың әдебиет: 4.1.1. 277-298 бет
Достарыңызбен бөлісу: |
