2.4. Подбор вспомогательного оборудования

2. 4. Подбор вспомогательного оборудования

Для работы выпарной установки часто необходим еще ряд аппаратов: конденсатор вторичного пара последнего корпуса, вакуум-насос, подогреватель исходного раствора, насосы для подачи раствора, конденсатоотводчики.

2. 4. 1. Расчет барометрического конденсатора

Для создания вакуума в выпарных установках обычно применяют барометрические конденсаторы. В качестве охлаждающего агента используют воду, которая подается в конденсатор чаще всего при температуре окружающей среды. Смесь охлаждающей воды и конденсата пара стекает из конденсатора по барометрической трубе в барометрический ящик, играющий роль гидрозатвора, из которого поступает в линию конденсата. Дляподдержания постоянства вакуума из конденсатора с помощью вакуум-насоса откачивают неконденсирующиеся газы.

Требуется рассчитать расход охлаждающей воды, основные размеры (диаметр и высоту) барометрического конденсатора и барометрической трубы, производительность вакуум-насоса, необходимую для его подбора из каталога.

2. 4. 1. 1. Расход охлаждающей воды

Расход охлаждающей воды определяют из теплового баланса конденсатора

(26)

где –удельная теплоемкость воды, – начальная температура охлаждающей воды, – конечная температура смеси воды и конденсата.

Разность температур между паром и жидкостью на выходе из конденсатора обычно составляет Поэтому принимают

.

2. 4. 1. 2. Диаметр барометрического конденсатора

Диаметр барометрического конденсатора ( ) определяют из уравнения расхода

(27)

где  – плотность пара,  – скорость пара.

При остаточном давлении в конденсаторе порядка 10⁴ Па скорость пара в конденсаторе принимают 15÷ 25 м/с.

По нормалям подбирают диаметр конденсатора, равный рассчитанному или ближайший больший.

2. 4. 1. 3. Высота барометрической трубы

В зависимости от выбранного диаметра конденсатора по нормалям принимают диаметр барометрической трубы ( .

Скорость воды в барометрической трубе равна

(28)

Высоту барометрической трубы определяют по уравнению

(29)

где – вакуум в барометрическом конденсаторе,  – сумма коэффициентов местных сопротивлений,  – коэффициент трения в барометрической трубе,  – высота и диаметр барометрической трубы,  – запас высоты трубы в метрах на возможное изменение барометрического давления,  – сумма коэффициентов местных сопротивлений,  – коэффициенты местного сопротивления на входе в трубу и на выходе из нее.

Коэффициент трения( ) зависит от режима течения. Для его определения рассчитывают критерий Рейнольдса

Для гладких трубпри  коэффициент трения [9].

2. 4. 1. 4. Расчет производительности вакуум-насоса

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

(30)

где –количество воздуха, выделяющегося из 1 кг воды,  – количество воздуха, подсасываемого в конденсатор через неплотности в расчете на 1 кг пара.

Объемная производительность вакуум-насоса равна

(31)

где – универсальная газовая постоянная, – молекулярная масса воздуха, – температура воздуха, – парциальное давление сухого воздуха в барометрическом конденсаторе.

Температуру воздуха рассчитывают по уравнению

(32)

Парциальное давление воздуха равно

где  – давление сухого насыщенного пара при температуре воздуха ( ).

Зная объемную производительность воздуха и остаточное давление в барометрическом конденсаторе, по нормалям подбирают вакуум-насос.

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: