Розрахунок допоміжного обладнання

5.Розрахунок барометричного конденсатора суміші.

5.1.Витрата охолоджуючої води.

Витрата охолоджуючої води G_в визначають із теплового балансу конденсатора. Параметри вторинної пари визначаємо при тиску р_б.к, який задано в завданні: р=0,0196МПа, і_в.п.=2607кДж/кг - питома ентальпія пари; t=59,7°С. Так як температура суміші охолоджуючої води і конденсату t_к на виході із конденсатора на 5°С нижча температури конденсації

t_к=59.7-5=54.7°С.

Tаким чином, згідно (3.42):

G_в= =55.35кг/с.

5.2.Діаметр барометричного конденсатора.

Діаметр барометричного конденсатора визначаємо із рівняння витрати, (3.43):

(3.43)

де ρ – густина парів, кг/м³; υ – швидкість парів, м/с. Швидкість пари в конденсаторі приймаємо 20 м/с. Тоді:

По ГОСТ 26716-73 вибираємо конденсатор діаметром 1600мм. У відповідності з прийнятим діаметром вибираємо основні розміри барометричного конденсатора.

5.3.Розрахунок висоти барометричної труби.

Висота барометричної труби визначається за залежністю(3.45):

(3.45)

де В – вакуум в барометричному конденсаторі, Па; Σξ - сума коефіцієнтів місцевих опорів на вході в трубу і на виході з неї; λ- коефіцієнт тертя в барометричній трубі, який залежить від режиму руху рідини; 0.5 – запас висоти труби на можливі зміни тиску.

У відповідності з ГОСТ 26717-73 внутрішній діаметр барометричної труби d_б.т.=300мм. Швидкість води у барометричній трубі визначається з рівняння витрати, (3.44):

υ_в= =0.855м/с.

де ρ_в=985.4 кг/м³ - густина води при t=54.7⁰С

Вакуум в барометричному конденсаторі: В=Р_атм –Р_бк

В=р_атм-р_б.к=1.013·10⁵-0.0196·10⁵=0.187·10⁵Па.

Коефіцієнти місцевих опорів на вході в трубу ξ _вх=0.5, на виході із труби ξ _вих =1.0. Коефіцієнт тертя λ залежить від режиму руху рідини, який визначається величиною критерію Рейнольдса.

Визначимо режим руху води у барометричній трубі:

Re=0.855·0.3·9.85.4/(0.509·10^-3)=496572

Для гладких труб при Re =496572 коефіцієнт тертя λ =0,0133. Таким чином,

H_б.т.= =10.30м

6.Розрахунок продуктивності вакуум-насосу.

Підбір вакуум-насосу проводять на основі продуктивності повітря (газу) G_газу, яке необхідно видаляти з барометричного конденсатора згідно (3.48):

G_газу = 2.5·10^-5 (W_i + G_в) + 0.01w_i,

де 2.5·10^-5 – кількість газу, яка виділяється з 1 кг випареної води; 0.01 – кількість газу, що підсмоктується в конденсатор через нещільності, на 1 кг парів.

Тоді, кількість повітря, яке відсмоктується із конденсатора:

G_пов=2.5 10^-4(4.165+55.35)+0.01·4.165=0.043кг/с.

Температуру повітря розраховуємо по рівнянню (3.50):

t_пов=t_п+4+0,1(t_к+t_п)

де t_п – початкова температура охолоджуючої води, °С; t_к – кінцева температура суміші води і конденсату, °С.

Температура повітря:

t_пов=12.0+4+0.1·(54.7-12.0)=20.3⁰С.

Парціальний тиск сухого повітря в барометричному конденсаторі, (3.51):

Р_газу=Р_бк-Р_п

р_пов+р_б.к.=Р_к=0.196·10⁵-0.24·10⁴=0.172·10⁵Па,

де р_п=0.24∙10⁴ Па - тиск сухої насиченої пари при t_пов.=20.3°С.

Обємна продуктивність вакуум-насоса, (3.49):

V_газу= R(273+t_газу) G_газу/(М_газуР_газу)

V_пов= =0.210м³/с (12.7м³/хв.)

Знаючи об’ємну продуктивність V_пов і тиск в барометричному конденсаторі р_бк, по додатку 3.7 вибираємо вакуум-насосу типу ВВН-25, який задовольняє розраховані параметри.

Дата добавления: 2017-02-01