36)Расчет поверхностных конденсаторов

Если пар поступает на конденсацию явл. перегретым, то поверхность теплообмена конденсатора складывается из 3-х зон, которым соответствует следующие стадии процесса конденсации:

I -я зона: охлаждение перегретого пара от его начальной температуры до температуры насыщения.

II-я зона: конденсация насыщенного пара при постоянной температуре насыщения

III- я зона: охлаждение конденсата до заданной температуры t_K.

Для удобства определим:

, ,

Таким образом общая тепловая нагрузка конденсатора представляет собой сумму количеств тепла, отнимаемого при охлаждении перегретого пара до температуры насыщения при конденсации насыщенных паров и при охлаждении конденсата: .

Обозначив расход окруж. воды через W, ее начальную температуру t_2H и конечную t_2K напишем уравнение теплового баланса:

Причем тепловую нагрузку можно записать как

,

где D – расход конденсирующего пара, С_П и С_К – удельная теплоемкость пара и конденсата, r – теплота конденсации насыщенного пара.

Площадь конденсации будет складываться:

,

К – коэффициент теплопередачи,

t_ср – средняя разность температур.

Необходимые для расчетов средние разности температур по зонам, граничащим температурам t_X1-t_x2 определяют из уравнения крайних зон (I;II):

37)Расчет барометрических конденсаторов

Е сли расход конденсирующего пара составляет G (кг/с), его плотность  (кг/м³) и скорость отнесенная ко всему течению аппарата равно _П (м/с), то из условия расхода диаметр барометрического конденсатора составит:

При остаточном давлении в конденсаторе (0,1 – 0,2 атм.) рекомендуется принимать скорость напора _П=10 – 15 м/с. Расход охлаждающей воды определяется из уравнения теплового баланса:

, где  - расход охлаждаемой воды; I_n – энтальпия пара; С_в – удельная теплоемкость воды; t_2н и t_2k – начальная и конечная температура воды.

Расчет барометрической трубы сводится к определению ее диаметра и высоты. Принимая скорость смеси воды и парового конденсата -  в пределах 0,5 – 1 м/с находим диаметр трубы из уравнения расхода:

где G^’ – массовый расход смеси.

Высота трубы определяется от нижнего края корпуса аппарата до уровня жидкости в барометрическом ящике, складывается из высоты водяного столба H_вак , соответствующей разряжению в конденсаторе и необходимы для уравновешивания атмосферного давления;

Высоте H_гид – cсоответствует напору затрачиваемому на преодоление гидравлических сопротивлений в трубе и создание скоростного напор воды в барометрической трубе. Кроме того высоту трубы обычно принимают с запасом равным 0,5 метра, чтобы обеспечить бесперебойную подачу пара в конденсатор при уменьшении в нем разряжения вследствие уменьшения атмосферного давления, таким образом высота трубы равна:

, причем , м В – разряжение в конденсаторе в мм ртутного столба.

Потери напора определяют задаваясь предварительной высотой трубы и принимают сумму коэффициентов местных сопротивлений _вых+£_вых=1,5,

Качество всасываемого воздуха Н_возд зависит от содержания его в конденсирующем паре и от отсоса воздуха через не плотности во фланцевых соединениях. Обычно приближенно принимают, что на каждые 1000 кг охлаждаемой воды и конденсатом уносится 0,025 кг воздуха и на 1000 кг парового конденсата подсасывающего через не плотности 10 кг воздуха. Тогда расход воздуха составляет .

Объем отсасываемого воздуха составит:

,

где – газовая константа для воздуха; Р_возд=(Р_ост – Р_П) – парциальное давление воздуха, равное разности остаточного и парциального давления пара в конденсаторе.

Теплопередача.