Розрахунок барометричного конденсатора

Для створення вакууму у випарних установках зазвичай застосовуються конденсатори змішання з барометричною трубою.

Витрата води на конденсаторі визначається з рівняння теплового балансу конденсатора, кг/с:

G_в = _,

де W – витрата вторинної пари (випареної води) в останньому корпусі випарної установки, кг/c;

i_вт – питома ентальпія вторинної пари в барометричному конденсаторі, Дж/кг;

t_в.поч, t_в.кін – початкова і кінцева температура відповідно охолоджувальної води та суміші води і конденсату, °С.

Різниця температур між парою і рідиною на виході з конденсатора повинна бути 3...5°С. Тому кінцева температура води на виході з конденсатора приймається на 3...5°С нижче температури конденсації пари:

t_кін = t_б.к. – (3...5)_,

де t_б.к. – температура пари в барометричному конденсаторі, °С.

Діаметр труби барометричного конденсатора визначається з рівняння витрати, м:

d_б.к. = ,

де r_п – щільність пари, кг/м³;

v –швидкість руху пари, м/с, при залишковому тиску в конденсаторі приблизно 10⁴ Па можна прийняти v = 15...25 м/с.

Швидкість води в барометричній трубі, м/с:

v_в. = ,

де r_в – щільність води, кг/м³.

Висота барометричної труби, м:

Н_б.т. = + (1 + åx + l_тр ) + 0,5,

де В – вакуум у барометричному конденсаторі, Па;

В = Р_атм. – Р_б._к.= 9,8´ 10^-4 – Р_б.к. ,

Р_б._к. – тиск у барометричному конденсаторі, Па;

åx – коефіцієнт місцевих опорів на вході і виході із труби, можна прийняти åx = 1,5;

l_тр – коефіцієнт тертя.

Коефіцієнт тертя залежить від режиму течії води в барометричній трубі, що характеризується числом Рейнольдса

Re = v_в d_б.т. r_в / m_в ,

де m_в – динамічна в'язкість води, мПа·с.

Обчисливши число Рейнольдса, можна знайти коефіцієнт тертя по таблицях [3].

3.3.2. Приклад розрахунку однокорпусної випарної установки

Задача. Визначити витрату гріючої пари і площу поверхні нагрівання однокорпусної установки для концентрування розчину їдкого натру.