ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Система уравнений многоступенчатых выпарных установок, работающих совместно с подогревателями из "Расчет и моделирование выпарных установок " Широкое распространение при разработке установок для опреснения соленых вод, а также в различных отраслях промышленности полз чили схемы МВУ, в которых выпарные и испарительные аппараты работают совместно с теплообменниками, подогревающими жидкость до температуры кипения (рис. 17). В таких установках процессы, происходящие в выпарных аппаратах и подогревателях, взаимосвязаны и потому их расчет и моделирование необходимо производить на основе совместного рассмотрения уравнений, описы-ваюпщх процессы в отдельных аппаратах. Для получения системы уравнений этих установок необходимо уравнения, описывающие процессы в выпарных и испарительных аппаратах (П1,17—П1,31), дополнить уравнениями иаро-жидкостных теплообменников. [c.70] Рассматривая уравнения (111,45, 111,50 и 111,52) и (111,17— 111,31) совместно, получим замкнутую систему уравнений, описывающую установившиеся и переходные процессы в МВУ, работающих совместно с подогревателями. [c.71] Во втором случае расход пара определяется положением регулирующего органа, его характеристикой, а также перепадом давлений на клапане. [c.71] Дополняя систему (111,17—111,31, 111,49 и П1,50) уравнениями (111,54), получим замкнутую систему, описывающую процессы в МВУ с теплообменниками, в случае если поступление пара в теплообменники регулируется. При этом очевидно, что кроме обычных для МВУ регулирующих воздействий, добавляются степени открытия регулирующих органов подачи пара в теплообменники. [c.72] Уравнение (111,58) получено на основе уравнения материального баланса греющей камеры паро-жидкостного теплообменника. [c.73] Бели внутренняя энергия конденсата используется в отдельном подогревателе то система уравнений (111,17—111,31) дополняется уравнениями обоих подогревателей. [c.73] Рассмотренная методика позволяет получить системы уравнений, описываюш ие переходные и установившиеся процессы в многоступенчатых испарительных и выпарных установках с отбором вторичного пара и без отбора, прямоточ- рд,, распшри-ных и противоточных. Эти системы уравнений тель. [c.73] Рассмотрим в качестве примера методику составления математической модели выпарной станции хлорного завода. [c.74] Выпарные установки на этих заводах предназначены для получения каустика. Исходным раствором является электролитическая щелочь, полученная в цехе электролиза. На рис. 20 представлена одна из распространенных схем выпарных станций хлорного завода. [c.74] Из расходного бака 5 электролитическая щелочь через подогреватели 6—10 поступает в выпарной аппарат 1. Нагрев раствора в подогревателях 6, 7 производится конденсатом подогреватели 8 и 9 обогреваются отборами первого и второго аппаратов, а также парами, полученными в расширителях 11 и 12. Подогреватель 10, последний по ходу раствора, обогревается острым паром. [c.74] Для составления полной математической модели объекта необходимы уравнения четырех выпарных аппаратов 1—4, пяти теплообменников 6—9, двух расширителей 11, и конденсатора смешения. [c.75] Далее записываются такие же системы уравнений для второго, третьего и четвертого аппаратов. Полная система уравнений приведена ниже (стр. 76). [c.75] Всего получится 20 уравнений динамики для четырех выпарных аппаратов. [c.75] Уравнения теплообменников запишем на основе системы зфавне-ний (111,55), т. е., используем модель теплообменника с сосредоточенными параметрами. При этом необходимо учеть, что теплообменники 6 13. 7 обогреваются конденсатом. [c.75] Для упрощения обозначим теплообменники 9—5 цифрами с 1-й по 5-ую. [c.75] Система уравнений для первого теплообменника записывается в виде уравнений (111,55). Далее записываются аналогичные системы уравнений для второго, третьего, четвертого и пятого теплообменников. Полная система уравнений теплообменников приведена ниже. [c.75] Таким образом, рассматриваемая МВУ описывается в первом приближении системой из сорока дифференциальных уравнений. Для замыкания этой системы ее необходимо дополнить уравнениями связей. В качестве этих уравнений используются уравнения (III,2) и (111,3), а также простейшие уравнения, полученные на основе допущений, что температуры пара в греющих камерах теплообменников 8, 9, а также температура конденсата в расширителях равны температурам греющих паров второго и третьего аппаратов. Принимается также, что температуры вторичных паров третьего и четвертого аппаратов равны температуре пара в конденсаторе. [c.76] Уравнения (41—43), записанные для всех аппаратов, позволяют определить 9 переменных. [c.79] Уравнения (48) и (49) можно получить на основе уравнений (III, ). Уравнения (44—50) позволяют определить еще 7 переменных. [c.80] Следует еще раз указать, что в данном примере используется сосредоточенная модель теплообменников. Можно при моделировании применять и распределенную модель (111,50), однако расчет и моделирование при этом значительно усложняются. [c.80] Вернуться к основной статье