5.2. Расчет производительности вакуум-насоса
Вакуум-насосы предназначены для отсасывания из конденсатора неконденсирующихся газов (в основном воздуха) и поддержания в нём заданного рабочего давления. Одновременно с газом отсасывается и водяной пар, находящийся над свободной поверхностью охлаждающей воды в верхнем сечении конденсатора. Таким образом, вакуум-насосы удаляют из конденсатора парогазовую смесь.
Масса неконденсирующегося газа (воздуха) Gr (кг/с) в отсасываемой парогазовой смеси определяется как сумма двух основных слагаемых. Первое отражает десорбцию газов (главным образом из охлаждающей воды). Обследование действующих конденсаторов смешения показало, что из каждой тонны смеси охлаждающей воды и конденсата десорбируется примерно 0,025 кг неконденсирующихся газов (воздуха). Второе слагаемое - подсос воздуха в конденсатор смешения через неплотности – оценивается сугубо приближённо: принимают, что в расчёте на тонну получаемого вторичного пара подсасывается до 10 кг воздуха. Таким образом, массовый поток отсасываемых сухих неконденсирующихся газов составляет:
(5.7)
где Gв -суммарный объемный расход охлаждающей воды, кг/с;
W2- количество выпариваемой воды во втором корпусе, кг/с.
Объемная производительность вакуум-насоса рассчитывается по формуле:
(5.8)
где
-
масса неконденсирующегося газа (воздуха),
кг/с;
-универсальная
газовая постоянная, Дж/КмольК;
-
температура
парогазовой смеси на выходе из
конденсатора, определяют по эмпирическому
соотношению, ○С;
Мг – молярная масса воздуха, Мг = 29 кг/кмоль;
-
парциальное давление неконденсирующегося
газа.
Объемная производительность:
Давление в конденсаторе:
Мощность, потребляемая вакуум-насосом, при политропическом (m=1,2) сжатии от Pк до давления чуть больше атмосферного (коэффициент 1,03) и К.П.Д. вакуум-насоса ηв.н. = 0,7:
(5.9)
где ηв.н. -К.П.Д. вакуум-насоса = 0,7;
- рабочее давление в конденсаторе при θ: Рк = 0,117 бар;
m- показатель политропы;
-
атмосферное
давление, 1,01 бар.
=22407,8
Вт
Зная объемную производительность Vв.н. и давление в конденсаторе Рк, а также мощность, потребляемую вакуум-насосом, подбираем [5, с.188].
Таблица 5.1 Выбор вакуум-насоса
Типоразмер |
Остаточное давление, мм.рт.ст. |
Производительность, м3/мин |
Мощность на валу, кВт |
ВВН-25 |
15 |
25 |
48 |
6. Расчет вспомогательного оборудования
6.1. Расчет и подбор центробежного насоса для подачи исходного раствора
6.1.1. Выбор трубопровода
Зададимся
одинаковой скоростью потока в
нагнетательной и всасывающей линиях
1,2 м/с.
Тогда внутренний
диаметр трубопровода круглого сечения
на участке подачи исходной смеси
рассчитывают по формуле:
где - производительность по исходному раствору, кг/с,
-плотность
исходного раствора при средней температуре
oC;
= 1040
кг/м3;
-скорость
потока на всасывающей нагнетающей линии
1 м/с.
Подбираем [5, стр. 17], трубопровод с наружным диаметром dнар = 89× 4 мм. Тогда значение скорости будет равно:
(6.2)
где - производительность по исходному раствору, кг/с,
-плотность исходного раствора при средней температуре oC; = 1040 кг/м3;
диаметр
трубопровода, м.
