4 Расчет вакуум насоса

Количество воздуха, отсасываемого из конденсатора, можно рассчитать по эмпирической формуле:

,

где 0,000025 – предполагаемое количество воздуха, которое вносят в конденсатор 1 кг охлаждающей воды и конденсата, кг;

0,01 – величина подсосов воздуха, приходящаяся на каждый килограмм конденсата по практическим данным, кг.

Получаем

кг/ч.

Объем отсасываемого воздуха при температурных условиях работы конденсатора

,

где 288 – газовая постоянная для воздуха, Дж/(кг·К);

ρ – давление в конденсаторе, н/м²;

ρ_п – давление пара, соответствующее его насыщению при температуре отсасываемого воздуха t_в, н/м²;

t_в – температура воздуха, ºС.

Температура воздуха равна

,

где t_н и t_к – температура воды на входе в конденсатор и выходе из него, ºС.

Находим температуру отсасываемого воздуха:

ºС.

При t_в=26,5 ºС давление паров ρ_п=3384 н/м². Давление в конденсаторе ρ=19620 н/м².

Следовательно:

Устанавливаем вакуум-насос типа ВВН-6 с мощностью на валу 12,5 кВт, производительностью 6 м³/с, остаточным давлением 38 мм рт. ст. (приложение А11 [5]).

5 Расчет центробежного насоса

Объем V=0,0019 м³/с 26 % раствора KCl подается из резервуара с давлением 1 ат. в колонну ректификации, абсолютное давление в которой 0,8 ат. Точка подачи раствора в колонну расположена на высоте Н=10 м выше уровня раствора в резервуаре. Длина трубопровода от резервуара до колонны L_общ= 100 м. На этом участке имеется нормальная диафрагма, с диаметром отверстия 48 мм, две задвижки, один вентиль и 12 плавных поворотов на 90º при относительном радиусе поворота R₀/d=4. В кожухотрубчатом теплообменнике раствор подогревается от 20 до 98,62 ºС.

Теплообменный аппарат имеет общее число труб n=56, их длина 3 м и диаметр 25х2 мм, число ходов z=2.

5.1 Определение диаметра трубопровода

Диаметр трубопровода

,

где V – объемный расход раствора, м³/с.

м³/с.

Принимаем скорость жидкости в напорных трубопроводах w=0,6 м/с.

м.

Выбираем стандартный диаметр трубопровода 70х3 мм (приложение А1 [2]).

Внутренний диаметр трубопровода

мм.

Поскольку внутренний диаметр равен стандартному, то скорость оставляем выбранную w=0,6 м/с.

5.2 Определение гидравлического сопротивления трубопровода

Определяем режим течения воды

.

Режим течения – турбулентный.

Потери напора в трубопроводе

,

где Σξ_мс – сумма коэффициентов местных сопротивлений в трубопроводе;

λ – коэффициент трения, λ=f(Re; d_тр/e) (рисунок 1.5 [1]).

Так как и , то коэффициент трения λ=0,033.

Сумма коэффициентов местных сопротивлений в трубопроводе

,

где ξ – коэффициент местного сопротивления (таблица XIII [1]);

n – число местных сопротивлений.

Принимаем диаметр отверстия диафрагмы d₀=0,048 м, тогда модуль диафрагмы m равен

.

Коэффициент местного сопротивления диафрагмы ξ_д=3; коэффициент местного сопротивления задвижки ξ_з=0,5 и вентиля нормального ξ_в=4,45 (таблица XIII [1]).

Сумма коэффициентов местного сопротивления

.

Потерянный напор

м.