Подбор вспомогательного оборудования

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 03Б10 052 ПЗ

Разраб.

Шпаковская

Провер.

Калишук

Реценз.

Н. Контр.

Утверд.

Калишук

Подробный расчет подогревателя исходного раствора

Лит.

Листов

БГТУ

5.1 Расчет барометрического конденсатора

Необходиморассчитать расход охлаждающей воды, основные размеры (диаметр и высоту) барометрического конденсатора и барометрической трубы, производительность вакуум-насоса.

5.1.1 Расход охлаждающей воды

Расход охлаждающей воды G_B определяют из теплового баланса конденсатора:

где I_бк — энтальпия паров в барометрическом конденсаторе, Дж/кг;

t_н – начальная температура охлаждающей воды, °С;

t_к — конечная температура смеси воды и конденсата, °С.

Разность температур между паром и жидкостью на выходе из конденсатора должна быть 3-5 град. Поэтому конечную температуру воды t_к на выходе из конденсатора примем на 3 град ниже температуры конденсации паров:

Тогда по формуле расход охлаждающей воды будет равен:

5.1.2 Диаметр конденсатора. Диаметр барометрического конденсатора d_бк определяют из уравнения расхода по [1] формула (4.23):

где ρ — плотность паров, кг/м³;

υ — скорость паров, м/с.

Плотность паров воды при давлении P_бк =21000 Па равна ρ =0,137 кг/м³ [3], c. 581. При остаточном давлении в конденсаторе порядка 10⁴ Па скорость паров υ =15–25 м/с [1]. Принимаем υ= 20 м/с. Тогда по формуле (5.2):

По нормалям НИИХИММАШа подбираем конденсатор диаметром, равным расчетному или ближайшему большему. Определяем его основные размеры. Выбираем барометрический конденсатор диаметром d_бк =1000 мм ([1], приложение 4.5).

5.1.3 Высота барометрической трубы

В соответствии с нормалями, внутренний диаметр барометрической трубы d_бт равен 200 мм=0,2 м. Скорость воды в барометрической трубе определим по формуле:

где ρ_в – плотность воды, кг/м³.

По формуле (5.3) имеем:

Высота барометрической трубы определяется по [1] формула (4.24):

где В – вакуум в барометрическом конденсаторе, Па;

∑ ξ – сумма коэффициентов местных сопротивлений;

λ – коэффициент трения в барометрической трубе;

0,5 – запас высоты на возможное изменение барометрического давления, м.

Вакуум в конденсаторе равен:

Сумма коэффициентов местных сопротивлений равна сумме коэффициента сопротивления на входе в трубу и на выходе из нее. Т.е.

где ξ_вх, ξ_вых – коэффициенты местных сопротивлений на входе в трубу и на выходе из нее.

По данным приведенным в [1] c. 14 принимаем ξ_вх =0,5 (с острыми краями), ξ_вых =1,0. Тогда

Коэффициент трения λ зависит от режима течения жидкости. Определим режим течения в барометрической трубе. Для этого рассчитаем число Рейнольдса:

где μ_в – вязкость воды, Па∙с.

Вязкость воды равна μ_в =0,001 Па∙с [3]. Тогда

Принимаем, что труба была в эксплуатации и имеет незначительную коррозию. Тогда абсолютная шероховатость трубы будет равна Δ=0,1 мм. Отсюда определим относительную шероховатость трубы по формуле: