9 Расчет барометрического конденсатора

Принимаем начальную температуру воды поступающую в барометрический конденсатор t_вн = 20 С, тогда расход охлаждающей воды:

где I_бк = 2606 кДж/кг – энтальпия пара в конденсаторе;

t_бк = 58,6 С – температура пара в конденсаторе;

t_вк – конечная температура воды на выходе из барометрического конденсатора;

t_вк = t_бк – 3 = 58,6 – 3 = 55,6 С.

G_в = [4,17(2606 – 4,1955,6)]/4,19(55,6-20) = 66,3 кг/с.

Диаметр барометрического конденсатора:

,

где _п = 0,123 кг/м³ – плотность пара в конденсаторе;

v_п = 15 м/с – скорость пара в конденсаторе;

d_бк = (4,17/0,785150,123)^0,5 = 1,65 м.

Выбираем барометрический конденсатор с диаметром корпуса 1600 мм, диаметр барометрической трубы которого равен d_бт = 0,3 м.

Высота барометрической трубы:

,

где В = 82,6 кПа – вакуум в барометрическом конденсаторе;

 - сумма местных сопротивлений;

v_в – скорость воды в барометрической трубе;

 = _вх+_вых = 0,5+1,0 = 1,5,

где _вх – сопротивление на выходе из трубы;

_вых - сопротивление на входе в трубу.

v_в = (G_в+W)/0,785_вd_бт² = (4,17+66,3)/0,78510000,30² = 1,00 м/с.

Критерий Рейнольдса:

Re = v_вd_бт_в/_в = 1,0010000,30/0,6510^-3 = 461538

где _п = 0,6510^-3 Пас – вязкость воды [1 с.537].

Коэффициент трения для гладких труб:

 = 0,316/Re^0,25 = 0,316/461538^0,25 = 0,012.

Н_бт = 82600/10009,8 + (1+1,5+0,012Н_бт/0,30) + 0,5

Решая это уравнение находим Н_бт = 8,5 м.

Производительность вакуум-насоса:

G_воз=2,510^-5(W+G_в)+0,01W = 2,510^-5(4,17+66,3) + 0,014,17=0,043 кг/с.

Объемная производительность насоса:

V_воз = R(273+t_воз)G_воз/М_возР_воз,

где R = 8310 Дж/кмольК – универсальная газовая постоянная.

t_воз = t_вн+4+0,1(t_к – t_н) = 20+4+0,1(55,6 – 20) = 27,6 C

P_воз = Р_бк – Р_нп = 18,7 – 3,7 = 15,0 кПа

Р_нп = 3,7 кПа – давление насыщенного пара при 27,6 С.

V_воз = 8310(273+27,6)0,043/2915000 = 0,275 м³/с =16,5 м³/мин.

По этой величине выбираем вакуум-насос типа ВВН–25, для которого производительность равна 25 м³/мин; мощность на валу 48 кВт [3 c.188].

ЛИТЕРАТУРА

1. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов.Л.:Химия,1987, 576 с.

2. Овчинников Л.Н., Гусев Е.В. Расчет и проектирование выпарных ус­тановок. Учебное пособие. Иваново. 1999.

3. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию/ Под ред. Ю.И.Дытнерского. М.:Химия, 1983. 272 с.