Пример расчета барометрического конденсатора смешения и вакуум-насоса

ЗАДАНИЕ: Рассчитать барометрический конденсатор смешения для конденсации вторичного пара из последнего корпуса . Рассчитать вакуум-насос и выбрать по каталогу.

РЕШЕНИЕ:

Температура пара на входе в конденсатор определяется с учетом гидравлической депрессии в паропроводе (от последнего корпуса к конденсатору) по формуле (25), приняв:

Энтальпия конденсируемого пара (считая его сухим насыщенным) определяется по температуре (Приложение 2 данного пособия или [3], стр. 548). Там же определяется рабочее давление в конденсаторе:

Начальную температуру охлаждающей воды принимаем равной температуре воздуха в районе строительства установки в наиболее теплый месяц года; для города Пермь [3, стр. 538]

Конечную температуру воды (с добавлением к ней образующегося конденсата) принимаем на 2÷3°С меньше

Она меньше максимально допустимой 50°С.

Температуру неконденсирующейся паро-газовой смеси на выходе из конденсатора рассчитываем по эмпирической формуле:

Парциальное давление насыщенного водяного пара при этой температуре составляет [3, стр. 538].

Парциальное давление неконденсирующихся газов по закону Дальтона:

Расход охлаждающей воды в конденсаторе определяется по формуле (29):

Здесь: – теплоемкость воды при.

Диаметр барометрического конденсатора смешения определяется по расходу конденсируемого пара , используя зависимость, приведенную на рис. 2, или по таблицам в [10 на стр. 634].

Выбран барометрический конденсатор:

Внутренний диаметр – 1600мм

Высота – 7530мм

Штуцер для входа пара – 600мм

Штуцер для входа воды – 300мм

Штуцер для барометрической трубы – 300мм

Скорость воды в барометрической трубе с учетом плотности воды при:

Полученное значение скорости меньше и стандартный размер (можно оставить.

Высота барометрической трубы рассчитывается по формуле (31):

Здесь: принято равным 10⁵Па; , высота Н_б.т в правой части равенства принята равной 10м; – коэффициенты местных сопротивлений на входе в трубу () и на выходе из нее ().

Коэффициент гидравлического сопротивления зависит от режима течения воды в барометрической трубе:

Динамическая вязкость воды при температуре составляет[3, стр. 514]

Коэффициент трения рассчитан по формуле Никурадзе [1]:

Принимаем высоту барометрической трубы Н_б.т=9,7м.

Барометрический ящик, заполненный водой и сообщающийся с атмосферой, является гидравлическим затвором для барометрической трубы. Объем воды в ящике должен быть достаточным для заполнения барометрической трубы при пуске установки. Следовательно, объем ящика должен быть больше, чем объем воды в трубе.

Форма барометрического ящика произвольная.

Вакуум-насос предназначен для удаления из конденсатора неконденсирующихся газов, массовый поток которых рассчитывают по формуле (32):

Объемная производительность вакуум-насоса:

Объемная производительность в м³/мин составляет:

Мощность, потребляемая вакуум-насосом, при политропическом (m=1,2) сжатии от Р_к до давления чуть больше атмосферного (коэффициент 1,03) и к.п.д. вакуум-насоса

По производительности, глубине создаваемого вакуума (остаточное давление в конденсаторе Р_к=0,0119Мпа) и потребляемой мощности N=11,53кВт выбираем [6] вакуум-насос типа ВВН-25, имеющий мощность на валу 48кВт.