АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Краткие теоретические сведения. Аппараты, в которых происходит конденсация, называют конденсаторами

Читайте также:
  1. I. Основные теоретические положения для проведения практического занятия
  2. I. Основные теоретические положения для проведения практического занятия
  3. I. Сведения о заявителе
  4. I. Теоретические сведения
  5. II. ВЫВОДЫ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СООБРАЖЕНИЯ
  6. II. Сведения о деятельности Администрации городского поселения Удельная, структурных подразделениях Администрации городского поселения Удельная
  7. III. ИСТОРИКО-ЛИТЕРАТУРНЫЕ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОНЯТИЯ
  8. WWW и Интернет. Основные сведения об интернете. Сервисы интернета.
  9. А) краткие методические указания к написанию контрольной работы
  10. А) Теоретические основы термической деаэрации
  11. А. Общие сведения
  12. А. Общие сведения

 

Аппараты, в которых происходит конденсация, называют конденсаторами. В качестве охлаждающего агента в них обычно применяют воду, реже воздух и другие хладоносители. Различают поверхностные конденсаторы и конденсаторы смешивания.

Поверхностные конденсаторы применяют в тех случаях, когда необходимо получить конденсат в чистом виде или сконденсировать пары ценной жидкости (спирта, ацетона, бензина и др.). По устройству эти конденсаторы аналогичны поверхностным теплообменникам, из которых для конденсации широко применяют теплообменники типа «труба в трубе», кожухотрубные и оросительные.

Конденсаторы смешения применяются для конденсации неиспользуемых в производстве водяных паров низкого потенциала и паров жидкостей, практически не растворяющихся в воде. Конденсаторы смешения используются для создания вакуума в различных аппаратах в результате конденсации отсасываемых паров. Для отвода теплоты конденсации паров служит холодная вода, которая, смешиваясь с конденсатом, сливается в канализацию. В зависимости от способа вывода воды и газов из этих аппаратов различают конденсаторы смешения мокрые и сухие.

Различают прямоточные и противоточные конденсаторы смешения (в зависимости от направления потока пара и воды); конденсаторы высокого и низкогоуровня (в зависимости от способа вывода воды и газов).

В противоточном сухом конденсаторе смешения ( барометрический конденсатор смешения ) взаимодействие пара и охлаждающей воды происходит в противотоке. Он состоит см. рис. 4.1 из корпуса 2, снабженного полками или тарелками 1, ловушки 3, барометрической трубы 4 и барометрического сборника 5. В корпусе строго горизонтально устанавливают 5…7 полок, обеспе-чивающих тесный контакт воды с конденсиру-ющимся паром. Охлаждающая вода поступает на верхнюю перфорированную тарелку конденсатора, а пар – под нижнюю тарелку. Вода протекает с тарелки на тарелку в виде тонких струй через отверстия и борта. Взаимодействие пара с жидкостью протекает в межтарельчатом объеме конденсатора. Образовавшийся в результате кон-денсации пара конденсат вместе с водой выво-диться через барометрическую трубу, конец которой опущен в колодец; а воздух отсасывается

через ловушку водокольцевым вакуум-насосом.

Барометрическая труба обеспечивает отвод воды и конденсата самотеком. Будучи опущенной, почти до основания барометрического сборника и погруженной на 1,0…1,5 м в воду, труба является гидравлическим затвором для воздуха, способного попасть в систему извне и нарушить в ней заданный вакуум. Температура отходящей из конденсатора барометрической воды на 2…6ºС ниже температуры пара, поступающего в конденсатор. На практике для создания в конденсаторе необходимого вакуума температуру барометрической воды поддерживают не более 45…46ºС. Если производству требуется часть барометрической воды с более высокой температурой 55…56ºС, конденсацию паров производят в двух последовательно соединенных корпусах. Тогда в первый корпус подают, лишь часть необходимой воды и в нем происходит частичная конденсация пара с получением более горячей воды, а во втором – окончательная конденсация оставшегося пара и из него получают теплую воду.

Процесс конденсации в барометрических конденсаторах протекает под вакуумом. Обычно абсолютное давление в них составляет 0,01…0,02 МПа.

При расчете барометрического конденсатора определяют расход охлаждающей воды, размеры корпуса, число полок, размеры барометрической трубы и количество воздуха, подлежащего откачке вакуум-насосом.

Расход воды на полную конденсацию насыщенного пара в однокорпусном конденсаторе рассчитывают по формуле:

 

W = D (іс в t вк) / [ с в (t вкt вн)], (4.1)

 

где W – расход воды на полную конденсацию насыщенного пара, кг/с;

D – количество конденсирующего пара, кг/с;

i – энтальпия пара, Дж/кг;

с в – средняя теплоемкость воды, Дж/(кг К);

t вн – начальная температура воды, ºС;

t вк – конечная температура воды, ºС.

Диаметр корпуса конденсатора определяют по известному объему пара при рабочем давлении в конденсаторе и скорость движения пара в свободном сечении корпуса равная w = 18…22 м/с.

Пренебрегая изменением общего количества воды и конденсата, стекающих по полкам конденсатора, необходимое число ступеней процесса можно рассчитать по формуле:

 

n = log [(t насt вн) / (t насt вк)] / log [(t насt вн) / (t насt в1)], (4.2)

 

где n – число ступеней процесса;

t нас – температура насыщенного пара, ºС.

t вн – начальная температура воды, ºС;

t вк – конечная температура воды, ºС;

 

t вк = t нас – (2…6)ºС, (4.3)

 

t в1 – температура воды на выходе из первой полки, ºС.

Величину t в1 можно определить по формуле:

 

log [(t насt вн) / (t насt в1)] = 0,029(g d э / w 2)0,2 (h / d э)0,7, (4.4)

 

где d э – эквивалентный диаметр плоской струи, м;

 

d э = 2 b δ / (b + δ), (4.5)

 

где b – ширина струи, м;

δ – толщина струи, м;

w – скорость истечения струи, м/с;

 

w = W / (b δ), (4.6)

 

где W – расход воды, м3;

h – расстояние между полками в конденсаторе, м.

Высоту барометрической трубы рассчитывают по формуле:

 

Н = (10,33 b / 102) + [ w 2 (1 + Σξ + λ H / d) / 2 g ] + 0,5, (4.7)

 

где Н – высота барометрической трубы, м;

b – разряжение в конденсаторе, кПа;

102 – давление в кПа, соответствующее 760 мм рт. ст.;

w – скорость воды и конденсата в барометрической трубе, м/с;

w = 0,3…0,5 м/с

Σξ – сумма коэффициентов сопротивления местных потерь напора;

Σξ = 1,5

λ – коэффициент сопротивления трению на прямом участке трубы;

λ = 0,02…0,04

d – внутренний диаметр барометрической трубы, м.

В уравнении (4.7) первая составляющая (10,33 b / 102) – высота столба воды в трубе, необходимая для уравновешивания атмосферного давления, вторая составляющая [ w 2 (1 + Σξ + λH / d) / 2 g ] – напор, необходимый для преодоления сопротивлений в барометрической трубе и сообщения воде скорости w. Высота (0,5 м) прибавляется для того, чтобы при увеличении вакуума вода не заливала паровой патрубок конденсатора и не попадала в примыкающий к нему аппарат. Так как нижняя часть трубы примерно на 1 м погружена в воду в барометрическом сборнике, то для применяемого обычно на практике вакуума, равного b = 87…90 кПа, полную высоту барометрической трубы принимают равной не менее Н = 10…11 м.

Внутренний диаметр барометрической трубы рассчитывают по формуле:

d = √(D + W) / (0,785 ρ w), (4.8)

 

где D – количество пара (конденсата), кг/с;

W – количество воды, кг/с;

ρ – плотность барометрической воды, кг/м3;

w – скорость движения воды в барометрической трубе, м/с.

Для определения количества воздуха, откачиваемого из конденсатора водокольцевым вакуум-насосом, используется эмпирическая формула:

 

G в = 0,001(0,025 W + 10 D), (4.9)

 

где G в – количества воздуха, кг/с.

Объем этого воздуха вычисляют по формуле:

 

V в = 288 G в (273 + t в) / р в, (4.10)

 

где V в – объем воздуха, м3;

288 – газовая постоянная для воздуха, Дж/(кг К);

t в – температура воздуха, 0С;

 

t в = t вн + 0,1(t вкt вн) + 4, (4.11)

 

р в – парциальное давление воздуха, Па;

 

р в = рр п, (4.12)

 

где р – абсолютное давление в системе, Па;

р п – парциальное давление водяного пара, равное давлению насыщенного пара при температуре воздуха t в ºС, Па.

 


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.008 сек.)