3. Высота барометрической трубы

В соответствии с нормами [6], внутренний диаметр барометрической трубы d_бт равен 300 мм.

Скорость воды в барометрической трубе:

Высота барометрической трубы:

, (15)

где B – вакуум в барометрическом, Па; ∑ξ – сумма коэффициентов местных сопротивлений; λ – коэффициентов трения в барометрической трубе; 0,5 – запас высоты на возможное изменение барометрического давления, м.

где ξ_вх, 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:

ρ_в = 1000 (кг/м³). µ_в = 0,54·10^{-3 (}Па∙с)

При Re = 407407,4 λ = 0,0065

отсюда

4. Расчёт производительности вакуум-насоса

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

(16)

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.

Объемная производительность вакуум – насоса равна:

(17)

где R – универсальная газовая постоянная, Дж/(кмоль К); М_возд - молекулярная масса воздуха, кг/моль(29 кг/моль); t_возд – температура воздуха, °С; P_возд - парциальное давление сухого воздуха в барометрическом конденсаторе, Па.

Температуру воздуха рассчитывают по уравнению

Давление воздуха равно:

где P_п –давление сухого насыщенного пара (Па) при t_возд = 25,23°C. Подставив, получим:

Зная объёмную производительность V_возд и остаточное давление, по каталогу подбираем вакуум-насос типа ВВН-6, мощностью N = 12,5 кВт.

5. Конструктивный расчёт

Число нагревательных трубок диаметром 382, высотой 6 м:

(18)

где d_cp = 0,036 м – средний диаметр трубки.

Толщина обечайки:

(19)

где D = 0,8 м – диаметр греющей камеры аппарата; P = 0,9 (МПа) – давление греющего пара;  = 138 МН/м² – допускаемое напряжение для стали;  = 0,8 – коэффициент ослабления из-за сварного шва ; C_к = 0,001(м) – поправка на коррозию.

 = 0,81,3/21380,8 + 0,001 = 0,005 м.

Согласно рекомендациям принимаем толщину обечайки  = 12 мм.

Выбираем опору с допускаемой нагрузкой 0,063 МН, конструкция которой приводятся на рис.3:

Рис. 3. Опора

Условные проходы штуцеров, мм :

для входа пара 500

для входа воды 50

для выхода парогазовой смеси 250

Список использованной литературы

1. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии.Изд. 9-ое, М .,”Химия”, 1973, 750с.

2. Дытнерский Ю. И. Основные процессы и аппараты химической технологии. Москва: 1991. 496 стр.

3. Справочник химика, т. III, 1962., т У, М-Л., “Химия”, 1966, 974с.

4. Каталог УКРНИИХИММАШа. Выпарные аппараты вертикальные трубчатые общего назначения. М., ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, М., 1972.

5. Таубман Е.И. Выпаривание. М.: Химия, 1982. 327 с.

6. Кичигин М.А., Костенко Г.Н. Теплообменные аппараты и выпарные установки. М.: Госэнергоиздат, 1955, 392 с.