3.5 Расчет высоты барометрической трубы

В соответствии с нормалями ГОСТ 26716 – 73, внутренний диаметр барометрической трубы d_бт равен 300 мм.

Скорость воды в барометрической трубе v_в равна:

.

Высоту барометрической трубы определяют по уравнению:

, (3.4)

где В – вакуум в барометрическом конденсаторе, Па;

Σξ – сумма коэффициентов местных сопротивлений;

λ – коэффициент трения в барометрической трубе;

Н_бт, d_бт – высота и диаметр барометрической трубы, м;

0,5 – запас высоты на возможное изменение барометрического давления, м.

В = Р_атм – Р_бк = 9,8 ∙ 10⁴ – 0,8 ∙ 10⁴ = 9 ∙ 10⁴ Па,

Σξ = ξ_вх + ξ_вых = 0,5 + 1,0 = 1,5.

где ξ_вх и ξ_вых – коэффициенты местных сопротивлений на входе в трубу и на выходе из неё.

Коэффициент трения λ зависит от режима течения жидкости. Определим режим течения воды в барометрической трубе:

По числу Рейнольдса для гладких труб коэффициент трения λ=0,017.

Отсюда находим Н_бт = 9,7 м. [1]

3.6 Расчет производительности вакуум-насоса

Производительность вакуум-насоса G_возд определяется количеством газа (воздуха), который необходимо удалять из барометрического конденсатора:

(3.5)

где 2,5 ∙ 10^-5 – количество газа, выделяющегося из 1 кг воды; 0,01 – количество газа, подсасываемого в конденсатор через неплотности на 1 кг паров.

G_возд = 2,5 • 10^-5 (0,0047 + 0,4) + 0,01 • 0,0047 = 5 • 10^-3

Объёмная производительность вакуум-насоса равна:

(3.6)

где R – универсальная газовая постоянная, Дж/(кмоль∙К);

M_возд – молекулярная масса воздуха, кг/кмоль;

t_возд – температура воздуха, °С;

Р_возд – парциальное давление сухого воздуха в барометрическом конденсаторе, Па.

Температуру воздуха рассчитывают по уравнению

.

Давление воздуха равно

Р_возд = Р_бк – Р_п

где Р_п – давление сухого насыщенного пара (Па) при t_возд = 25 С.

Р_возд = 0,8 • 10⁴ - 0,33 • 10⁴ = 0,47 • 10⁴Па

Тогда

V_возд = 8310 (273 + 25) 5 • 10^-3 / (29 • 0,47 • 10⁴) = 0,09 м³ / с.

Зная объёмную производительность V_возд и остаточное давление Р_бк, по ГОСТ 1867 – 57 подбираем вакуум-насос типа ВВН-6 мощностью на валу

N = 12Вт. [1]

Заключение

В процессе выполнения курсовой работы выполнен расчет выпарной установки непрерывного действия для выпаривания раствора NaОН начальной концентрации соли 5% (масс.) до конечной концентрации 95% (масс.)

В процессе выполнения курсового проекта получен следующий результат: принят выпарной аппарат с естественной циркуляцией и вынесенной греющей камерой общей массой 3000 кг, высотой 11 м, номинальной поверхностью теплообмена 25 м². диаметром греющей камеры 0,8 м. Выбран конструкционный материал - сталь 12х17.