Пример расчета барометрического конденсатора смешения и вакуум-насоса
ЗАДАНИЕ:
Рассчитать барометрический конденсатор
смешения для конденсации
вторичного пара из последнего
корпуса
.
Рассчитать вакуум-насос и выбрать по
каталогу.
РЕШЕНИЕ:
Температура
пара на входе в конденсатор определяется
с учетом гидравлической депрессии
в паропроводе (от последнего корпуса к
конденсатору) по формуле (25), приняв
:
Энтальпия
конденсируемого пара (считая его сухим
насыщенным) определяется по температуре
(Приложение
2 данного пособия или [3], стр. 548). Там же
определяется рабочее давление в
конденсаторе:
Начальную
температуру охлаждающей воды
принимаем равной температуре воздуха
в районе строительства установки в
наиболее теплый месяц года; для города
Пермь
[3, стр. 538]
Конечную
температуру воды (с добавлением к ней
образующегося конденсата) принимаем
на 2÷3°С меньше
Она меньше максимально допустимой 50°С.
Температуру неконденсирующейся паро-газовой смеси на выходе из конденсатора рассчитываем по эмпирической формуле:
Парциальное
давление насыщенного водяного пара при
этой температуре составляет
[3, стр. 538].
Парциальное давление неконденсирующихся газов по закону Дальтона:
Расход охлаждающей воды в конденсаторе определяется по формуле (29):
Здесь:
– теплоемкость воды при
.
Диаметр
барометрического конденсатора смешения
определяется
по расходу конденсируемого пара
,
используя зависимость, приведенную на
рис. 2, или по таблицам в [10 на стр. 634].
Выбран барометрический конденсатор:
Внутренний диаметр – 1600мм
Высота – 7530мм
Штуцер для входа пара – 600мм
Штуцер для входа воды – 300мм
Штуцер для барометрической трубы – 300мм
Скорость
воды
в барометрической трубе с учетом
плотности воды
при
:
Полученное
значение скорости меньше
и стандартный размер (
можно оставить.
Высота барометрической трубы рассчитывается по формуле (31):
Здесь:
принято равным 105Па;
,
высота Нб.т
в
правой части
равенства принята равной 10м;
– коэффициенты местных сопротивлений
на входе в трубу (
)
и на выходе из нее (
).
Коэффициент
гидравлического сопротивления
зависит от режима течения воды в
барометрической трубе:
Динамическая
вязкость воды при температуре
составляет
[3, стр. 514]
Коэффициент
трения
рассчитан по формуле Никурадзе [1]:
Принимаем высоту барометрической трубы Нб.т=9,7м.
Барометрический ящик, заполненный водой и сообщающийся с атмосферой, является гидравлическим затвором для барометрической трубы. Объем воды в ящике должен быть достаточным для заполнения барометрической трубы при пуске установки. Следовательно, объем ящика должен быть больше, чем объем воды в трубе.
Форма барометрического ящика произвольная.
Вакуум-насос предназначен для удаления из конденсатора неконденсирующихся газов, массовый поток которых рассчитывают по формуле (32):
Объемная производительность вакуум-насоса:
Объемная производительность в м3/мин составляет:
Мощность,
потребляемая вакуум-насосом, при
политропическом (m=1,2)
сжатии от Рк
до давления чуть больше атмосферного
(коэффициент 1,03) и к.п.д. вакуум-насоса
По производительности, глубине создаваемого вакуума (остаточное давление в конденсаторе Рк=0,0119Мпа) и потребляемой мощности N=11,53кВт выбираем [6] вакуум-насос типа ВВН-25, имеющий мощность на валу 48кВт.