3. Теплові процеси Задача №1

Розрахувати питомі і загальні витрати охолодної води у барометричному конденсаторі за таких вихідних даних:

кількість пари - D т/год; розрідження в конденсаторі - Р_вак, кПа, атмосферний тиск - Р_атм, кПа; початкова температура охолодної води – t_n, .

Таблиця 3.1.

Величина, одиниця вимірюван-ня	Передостання цифра шифру
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
D, т/год	4,5	3,0	6,5	4,0	5,5	5,0	7,5	6,0	3,5	7,0
Рвак, кПа	71	68	70	84	82	80	72	74	70	76
	Остання цифра шифру
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Ратм, кПа	100	104	101	103	96	98	100	97	102	100
tn, ^0С	12	18	14	16	20	15	21	19	13	17

1. Визначаємо загальні витрати охолодної води

Витрати охолодної води на конденсацію пари визначаємо з рівняння теплового балансу:

DI + t_n = (D + W) t_k (3.1)

(3.2)

де I- ентальпія пари, Дж/кг; , - теплоємності води при температурах t_n, t_k -температура води відповідно початкова і кінцева барометричної води, знаходимо з табл. D.

Термодинамічні властивості водяної пари ( _вп, I, t_вп) знаходимо за абсолютним тиском в конденсаторі з табл. знаходимо Р_абс:

Р_абс = Р_атм – Р_вак (3.3)

Кінцева температура барометричної води:

t_k = t_вп - t (3.4)

де t_вп – температура водяної пари;

t = 3 – 4 ;

2. Визначаємо питомі витрати охолодної води:

(3.5)

Задача №2

За даними задачі №1 розрахувати барометричний конденсатор (визначити діаметр конденсатора, кількість полиць і висоту конденсатора, розміри барометричної труби, діаметри патрубків).

1. Визначення діаметра конденсатора.

Внутрішній діаметр конденсатора:

(3.6)

де - швидкість руху пари у вільному перерізі конденсатора, яка дорівнює 15-22 м/с.

2. Визначення кількості полиць і висоти конденсатора.

Для спрощення розрахунку конденсатора приймають однакову відстань між полицями в межах .

Кількість полиць можна розрахувати за таким рівнянням:

(3.7)

де - температура води після першої (згори) полиці, .

Величину розраховують за формулою:

(3.8)

де - еквівалентний діаметр струменя з першої полиці, м.

(3.9)

де - ширина струмини, яка стікає з полиці;

=0,98 ;

- товщина струмини, м.

- середня швидкість стікання води з першої полиці.

(3.10)

де - початкова швидкість стікання води, м/с.

Швидкість стікання розраховуємо за формулою:

(3.11)

де - об’ємні витрати води при

(3.12)

де - витрати води на всіх полицях, кг/с.

(3.13)

- висота шару води на полиці, м

(3.14)

Після визначення кількості полиць додають одну резервну

Висоту конденсатора знаходять з рівняння:

(3.15)

Значення і вибираються конструктивно, виходячи з величин діаметрів патрубків для пари і води.