9 Расчет барометрического конденсатора
Принимаем начальную температуру воды поступающую в барометрический конденсатор tвн = 20 С, тогда расход охлаждающей воды:
где Iбк = 2606 кДж/кг – энтальпия пара в конденсаторе;
tбк = 58,6 С – температура пара в конденсаторе;
tвк – конечная температура воды на выходе из барометрического конденсатора;
tвк = tбк – 3 = 58,6 – 3 = 55,6 С.
Gв = [4,17(2606 – 4,1955,6)]/4,19(55,6-20) = 66,3 кг/с.
Диаметр барометрического конденсатора:
,
где п = 0,123 кг/м3 – плотность пара в конденсаторе;
vп = 15 м/с – скорость пара в конденсаторе;
dбк = (4,17/0,785150,123)0,5 = 1,65 м.
Выбираем барометрический конденсатор с диаметром корпуса 1600 мм, диаметр барометрической трубы которого равен dбт = 0,3 м.
Высота барометрической трубы:
,
где В = 82,6 кПа – вакуум в барометрическом конденсаторе;
- сумма местных сопротивлений;
vв – 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.
vв = (Gв+W)/0,785вdбт2 = (4,17+66,3)/0,78510000,302 = 1,00 м/с.
Критерий Рейнольдса:
Re = vвdбтв/в = 1,0010000,30/0,6510-3 = 461538
где п = 0,6510-3 Пас – вязкость воды [1 с.537].
Коэффициент трения для гладких труб:
= 0,316/Re0,25 = 0,316/4615380,25 = 0,012.
Нбт = 82600/10009,8 + (1+1,5+0,012Нбт/0,30) + 0,5
Решая это уравнение находим Нбт = 8,5 м.
Производительность вакуум-насоса:
Gвоз=2,510-5(W+Gв)+0,01W = 2,510-5(4,17+66,3) + 0,014,17=0,043 кг/с.
Объемная производительность насоса:
Vвоз = R(273+tвоз)Gвоз/МвозРвоз,
где R = 8310 Дж/кмольК – универсальная газовая постоянная.
tвоз = tвн+4+0,1(tк – tн) = 20+4+0,1(55,6 – 20) = 27,6 C
Pвоз = Рбк – Рнп = 18,7 – 3,7 = 15,0 кПа
Рнп = 3,7 кПа – давление насыщенного пара при 27,6 С.
Vвоз = 8310(273+27,6)0,043/2915000 = 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
-
Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов.Л.:Химия,1987, 576 с.
-
Овчинников Л.Н., Гусев Е.В. Расчет и проектирование выпарных установок. Учебное пособие. Иваново. 1999.
-
Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию/ Под ред. Ю.И.Дытнерского. М.:Химия, 1983. 272 с.