Определение количества выпаренной воды и расхода пара

Материальный баланс по концентрации

Где

- начальный и конечный расход раствора соответственно, кг/с;

- начальная и конечная концентрация раствора соответственно, %.

W =

W= 0.168 (1-)= 0.12 кг/с

4. Технологический расчёт выпарной установки

Данный расчёт включает в себя: написание тепловых балансов аппаратов; определения количества выпариваемой воды и расхода пара; определение расхода охлаждающей воды для конденсатора.

4.1 Тепловые балансы аппаратов

Выпарная установка для концентрирования свекольного сока включает в себя следующие аппараты, для которых необходимо написание тепловых балансов: выпарной аппарат; подогреватель исходного сока; конденсатор; парогенератор.

Тепловой баланс выпарного аппарата

Рисунок 10. К составлению теплового баланса выпарного аппарата

На основании рис. 10 составляется тепловой баланс выпарного аппарата

где S₀=0,027 кг/с - расход по исходному раствору;

D - количество пара, кг/с;

W - количество выпаренной воды, кг/с;

Т_п - температура подогревателя,С;

Т_а - температура аппарата, С;

Т_к - температура конденсата,С;

С_р, С_к - теплоёмкость раствора и конденсата соответственно, Дж/кгК;

i, i, i - теплосодержание греющего пара, вторичного пара и конденсата соответственно, кДж,i = 2579,410 кДж; i = 257410 кДж; i = 179,9910 кДж.

Температура подогревателя Т_п, С, принимается на 2 - 3 градуса ниже температуры в аппарате Т_а, т.е.:

Теплоёмкость сока С_р = 4000, Дж/кгК.

Теплоёмкость конденсата при 43С - С_к = 4174, Дж/кгК.

4.2 Тепловой баланс подогревателя

Рисунок 11. К составлению теплового баланса подогревателя

где S₀=0,027 кг/с - расход по исходному раствору;

W - количество выпаренной воды, кг/с;

Т_пр - начальная температура раствора,С;

Т_а - температура раствора на выходе из аппарата, С;

Т_к - температура конденсата,С;

Ср, Ск - теплоёмкость раствора и конденсата соответственно, Ср = 4000, Дж/кгК, [10, с. 10], теплоёмкость конденсата при 42С, Ск = 4174, Дж/кгК;

i, i - вторичного пара и конденсата соответственно, кДж,i = 257410 кДж; i = 179,9910 кДж.

4.3 Тепловой баланс конденсатора

Рисунок 12. К составлению теплового баланса конденсатора

где W - количество выпаренной воды, кг/с;

Т_вн - начальная температура охлаждающей воды, 15С;

Т_к - температура охлаждающей воды на выходе из аппарата, 20С;

С_в - теплоёмкость охлаждающей воды С_в = 4190, Дж/кгК;

i, i - вторичного пара и конденсата соответственно, кДж,

i = 257410 кДж; i = 179,9910 кДж.