- •1.Введение.
- •Описание трехкорпусной выпарной установки.
- •2. Технологический расчет.
- •2.1.Определение поверхности теплопередачи выпарных аппаратов.
- •2.2 Концентрации упариваемого раствора.
- •2.3. Температура кипения растворов
- •2. Расчет барометрического конденсатора
- •2.1 Расход охлаждающей воды
- •2.2 Диаметр конденсатора
- •2.3 Высота барометрической трубы
- •2.4. Расчет производительности вакуум- насоса.
- •2.5.Расчёт предварительного теплообменника.
- •Приборы и средства автоматизации.
- •Заключение.
- •Список литература
2. Расчет барометрического конденсатора
Для создания вакуума в выпарных установках обычно применяют конденсаторы смешения с барометрической трубой. В качестве охлаждающего агента используют воду, которая подается в конденсатор чаще всего при температуре окружающей среды. Смесь охлаждающей воды и конденсата выливается из конденсатора по барометрической трубе. Для поддержания постоянства вакуума в системе из конденсатора с помощью вакуум-насоса откачивают неконденсирующиеся газы.
Необходимо рассчитать расход охлаждающей воды, основные размеры барометрического конденсатора и барометрической трубы, производительность вакуум-насоса.
2.1 Расход охлаждающей воды
Расход определяем из теплового баланса конденсатора:
Где - энтальпия паров в барометрическом конденсаторе, Дж/кг; -начальная температура охлаждающей воды, ; -конечная температура смеси воды и конденсата, .
Так как разность температур между паром и жидкостью на выходе из конденсатора должна быть 3-5 градусов, конечную температуру воды tк на выходе примем на 3 градуса ниже температуры конденсации паров:
2.2 Диаметр конденсатора
Диаметр барометрического конденсата определяют из уравнения расхода:
При остаточном давление в конденсаторе порядка 104 Па скорость паров примем
Выбираем барометрический конденсатор диаметром 500 мм.
2.3 Высота барометрической трубы
Внутренний диаметр барометрической трубы . Скорость воды в барометрической трубе:
Высота барометрической трубы:
где В – вакуум в барометрическом конденсаторе, Па; - сумма коэффициентов местных сопротивлений; - коэффициент трения в барометрической трубе; 0.5 – запас высоты на возможное изменение барометрического давления, м.
где , - коэффициенты местных сопротивлений на входе в трубу и на выходе из нее.
Коэффициент трения зависит от режима течения жидкости. Определим режим течения воды в барометрической трубе:
Для гладких труб
Высота барометрической трубы:
2.4. Расчет производительности вакуум- насоса.
Расчёт производительности вакуум-насоса Gвозд определяется количеством газа (воздуха), который необходимо удалять из барометрического конденсатора:
где 2.5 · 10-5 – количество газа, выделяющегося из 1 кг воды; 0.01 – количество газа, подсасываемого в конденсатор через неплотности, на 1 кг паров.
Объёмная производительность вакуум-насоса равна:
где - универсальная газовая постоянная, Дж/(кмоль К); – молекулярная масса воздуха, кг/кмоль; – температура воздуха, ºС; – парциальное давление сухого воздуха в барометрическом конденсаторе, Па.
Температуру воздуха рассчитывают по уравнению:
Давление воздуха равно:
где – давление сухого насыщенного пара (Па) при tвозд = 28 ºС.
Тогда
Зная объёмную производительность выберем вакуум-насос:
Типоразмер |
Остаточное давление, мм рт ст |
Производительность |
Мощность на валу, кВт |
ВВН-3 |
75 |
3 |
6.5 |