23.Основные технические параметры конденсаторов.

F, [м²] – площадь поверхности охлаждения,

P, [кПа] – давление в паровом пространстве (5÷7 кПа),

– тепловая нагрузка в конденсаторе,

Q – расход тепла на конденсатор,

– паровая нагрузка,

G_П – расход пара,

– кратность охлаждения конденсатора (50÷120),

G_W – расход охлаждающей воды.

24.Особенности конденсации пара. Переохлаждение конденсата.

В конденсаторах поверхностного типа пар конденсируется не в паровом пространстве, а на поверхности охлаждения, и в зависимости от условий процесса конденсации различают: капельную и плёночную.

Капельная конденсация возможна на несмачиваемых поверхностях и при низких паровых нагрузках. В судовом конденсаторе таких условий нет, т.к. их рассчитывают для действия с высокими паровыми нагрузками. Например, для конденсаторов ГТЗА – 30÷40 кг пара в час на квадратный метр площади охлаждения. При этом трубки конденсатора покрываются плёнкой конденсата. На плёнку конденсата действуют сила тяжести и сила трения паровоздушной смеси. Под действием указанных сил, плёнки смываются на тыльную часть трубок, обрываются и стекают в сборник конденсата. Характерной особенностью конденсации пара в конденсаторах паровых двигателей является присутствие воздуха, который поступает в конденсатор с паром и через неплотности соединений, если конденсатор вакуумный. Воздух в смеси понижает парциальное давления пара. Отсюда следует понижение температуры конденсации и, как следствие, переохлаждение конденсата.

Давление в паровом пространстве конденсатора, допуская погрешность на движение паровоздушной смеси, в соответствии с законом Дальтона можно представить в виде суммы:

P=P_П+Р_В,

где:

P – давление в любой точке парового пространства,

P_П, Р_В – порциальные давления пара и воздуха.

Используя уравнения состояния пара и воздуха, получаем:

G_П, G_B [кг/ч] – массовые расходы пара и воздуха,

V_П, V_B [м³/ч] – объёмные расходы пара и воздуха.

Величины P_П и Р_В в составе паровоздушной смеси взаимообусловлены, а выражение, характеризующее зависимость между величиной этих параметров получают в результате совместного решения выражений для этих параметров. В результате деления левых и правых частей в выражении для P_П и Р_В, получаем:

,

Т_П=Т_В и V_П=V_В – т.к. пар и воздух в конденсаторе имеют одинаковый объём.

Учитывая, что , и принимая, что – относительное содержание воздуха, получаем:

.

Подставляя в выражения для P, получаем:

P= P_П∙(1+0,623∙).

Отсюда парциальное давления имеет вид:

.

Следовательно, величина P_П в любой точке пространства конденсатора зависит от давления смеси в этой точке и относительного содержания воздуха в этой точке. Величина P при движении пара (смеси) от горловины к сборнику конденсата понижается, т.к. часть энергии расходуется на преодолении сопротивления трения. В результате при выходе из трубного пучка:

P=P_ВХ - ∆P,

где: ∆P – паровое сопротивления конденсатора.

При движении паровоздушной смеси и выходе из трубного пучка, пар конденсируется и его масса уменьшается, а масса воздуха остаётся неизменной или увеличивается за счёт подсосов. В результате, при выходе из трубного пучка

_ВЫХ > _ВХ. В соответствии с указанными изменениями изменяется P_П (уменьшается) и температура конденсации.

Разность

t_ВХ - t_K = ∆t_K – переохлаждение конденсата,

t_K – температура конденсата.

Причины переохлаждения конденсата:

1. паровое сопротивления конденсатора ∆P,

2. присутствие воздуха.

При переохлаждении увеличивается расход тепла на подогрев воды, и повышается интенсивность кислородной коррозии конденсационных магистралей и паровых котлов. При совместном отводе конденсата и воздуха (вспомогательные конденсаторы). ∆t_K=7 При раздельном отводе конденсата и воздуха ∆t_K=3.В регенеративных конденсаторах с раздельным отводом конденсата и воздуха ∆t_K<1