3. Конструктивныеразмерыконденсатора

Расходохлаждающей водыопределятся из уравнения тепловогобалансаконденсатора:

𝑤₂⁽𝑖𝑖₂₋𝑐_в𝑡^′′_в⁾

1,228∗⁽2591 −4,18∗51,7⁾ кг

)

в

𝐺𝐺_в=

𝑐_в

_(𝑡′′_в

−𝑡^{′ =}

4,18∗⁽51,7 −29^{) =30,7с}

где𝑤₂и𝑖𝑖₂–расходвторичногопараизпоследнегокорпусаиегоэнтальпия,𝑐_в

–теплоёмкостьводы(средняяврабочемдиапазонетемпературот𝑡^′_вдо𝑡^′′_в).

Скоростьдвиженияводывтрубеопределяетсяизуравнениярасходаи

обычноонанепревышает𝑤_в

≤1^м.

с

Необходиморассчитатьразмерыбарометрическойтрубы.Еёдиаметропределяетсяиз уравнения сплошности.

Примемскоростьдвиженияжидкостипотруберавную𝑤_б.т.

=0,5^м,

с

плотность водыпри 𝑡^′′_в

=51,7°𝐶,равна𝜌=987^кг,вязкостьдинамическая

_м3

𝜇=0,526∗10⁻⁶Па ∗с[2,стр. 66,табл.12].Тогда:

^𝑑б.т.^=�

4(𝐺𝐺_в+𝑤₂)

4∗⁽30,7+1,228⁾

_=�

=0,287 м

𝜋∗𝜌∗𝑤_б.т.

𝜋∗987∗0,5

По[8,стр.187,приложение4.6.]подбираемближайшийвнутреннийдиаметр:𝑑_{б.т.= 500 мм = 0,5 м}, толщина стенки аппарата 5 мм, расстояние отверхнейполкидокрышкиаппарата1300мм,расстояниеотнижнейполкидо

днища аппарата 1200 мм, расстояние между осями конденсатора и ловушки 675мм, высота установки 4300 мм, ширина установки 1300 мм. Диаметр ловушки400 мм, высота ловушки 1440 мм, расстояние между полками a₁=220 мм, a₂=260мм, a₃=320 мм, a₄=360 мм, a₅=390 мм. Условные проходы штуцеров: для входапара – 300 мм, для входа воды – 100 мм, для выхода парогазовой смеси – 80 мм,длябарометрическойтрубы –125 мм.

ДлярасчётавысотыбарометрическойтрубызапишемуравнениеБернуллидлядвух сечений:

_{𝐻 =}^𝑝𝑝атм^−𝑝𝑝к_+ℎ

+0,5

б.т.

𝜌𝑔

^𝐻б.т.

п

_𝑤2

ℎ_п=�𝜆

^г𝑑б.т.

_{+�𝜉𝜉�}б.т.

2𝑔

𝑝𝑝_атм=101384Па

𝑝𝑝_к=14820Пакг

𝜌=990_{м3− плотность воды}

𝜆_г–коэффициенттрениявбарометрическойтрубе,зависитотрежиматеченияжидкости.

Определимрежим:

4⁽𝑤₂₊𝐺𝐺_в⁾ м

^𝑤б.т.⁼

𝜌𝜋𝑑

б.т.

₂ =0,50_с

_{𝑅𝑒=𝑤б.т.}𝑑_б.т.𝜌_{=0,50 ∗}0,287 ∗990_=259371

𝜇 547∗10⁻⁶

КоэффициенттренияопределяетсяпоформулеНикурадзе:

𝜆_г=0,0032+0,221∗𝑅𝑒^−0,237=0,015

^∑𝜉𝜉–суммакоэффициентовместныхсопротивлений.

�𝜉𝜉=𝜉𝜉_вх+𝜉𝜉_вых=0,5+1,0=1,5

0,5–добавканаколебаниеатмосферногодавления.

_{𝐻 =}^𝑝𝑝атм^−𝑝𝑝к_+ℎ

+0,5=11,05 м

б.т.

𝜌𝑔 ^п

Объём барометрического ящика должен быть не менее объёмабарометрическойтрубы,т.е.формаящикаможетбытьпроизвольной.

^𝜋𝑑б.т.²

𝑉𝑉_ящ≥

𝑉𝑉_ящ≥

𝜋∗0,287²

4

₄ ^∗𝐻б.т.

∗11,05=0,71м³

2. Расчёт и подбор вспомогательного оборудования выпарнойустановки

   1. Вакуум-насос

Вакуум-насосыпредназначеныдляотсасыванияизконденсаторанеконденсирующихсягазов(восновномвоздуха)иподдержаниявнёмзаданного рабочего давления. Одновременно с газом отсасывается и водянойпар, находящийся над свободной поверхностью охлаждающей воды в верхнемсечении конденсатора. Таким образом, вакуум-насосы удаляют из конденсаторапарогазовуюсмесь.

^𝑉𝑉пг^=𝑉𝑉возд

ЗапишемуравнениеМенделеева-Клайперонадлявоздуха:

^𝑝𝑝возд^𝑉𝑉возд^=𝐺𝐺возд^𝑅возд^𝑇пг

𝑝𝑝_возд–парциальноедавлениевоздуха

^𝑝𝑝возд^=𝑝𝑝к^−𝑝𝑝п

𝑇_пг–температурапарогазовойсмеси

𝑡_пг=𝑡^′_в+0,1⁽𝑡^′′_в−𝑡^′_в⁾+4=29+0,1∗⁽51,7−29⁾+4=35,27°𝐶

𝑝𝑝_п=0,0572барпо𝑡_пг=35,27°𝐶

𝑝𝑝_возд=0,1482 −0,0572=0,0910бар=9100Па

𝐺𝐺_возд=^[0,025⁽𝑤_{2+ 𝐺𝐺в}⁾+ 10𝑤^]∗10⁻³=

=^[0,025∗⁽1,228+30,7⁾⁺10∗1,228^]∗10⁻³=13,08∗10^−3кг

с

𝑅 =^8314=8314=287^Н∗м–газоваяпостоянная

возд

^Мвозд ²⁹

кг∗К

𝐺𝐺_возд–массовыйрасходповоздуху.

𝑇_пг=𝑡_пг+273,15=35,27+273,15=308,42К

^𝑉𝑉возд^=𝑉𝑉пг⁼

^𝐺𝐺возд^∗𝑅возд^∗𝑇пг

^𝑝𝑝возд_м3

13,08∗10⁻³∗287∗308,42 м³

= =0,127 =

9100 с

=7,63

мин

По[8,стр.188,приложение4.7.]выбираемвакуумныйнасоспопроизводительности.СамыйблизкийкнашемузначениюВВН-12:производительность=12 м³/мин, остаточное давление 23 мм.рт.ст, мощность навалу20 кВт.