Методика расчета пластинчато-ребристых конденсаторов-испарителей, страница 2

где pкpи – давление паров смеси в конденсаторе и испарителе, Па; x, x, x, x, x, x – соответствующие объемные доли компонентов смеси; индекс 1 относится к азоту, 2 – к аргону, 3 – к кислороду. Кроме того, слив части жидкости из полости кипения и отдув части пара из полости конденсации также приводят к изменению состава рабочих веществ на выходе из конденсатора-испарителя и, следовательно, влияют на установившиеся температуры. 

Расчет параметров конструкции конденсатора-испарителя проводится в результате моделирования теплогидродинамических процессов на основе принятого типа и рекомендуемых геометрических параметров пластинчато-ребристой поверхности. На рис. 3 и 4 изображены схемы конструкций типовых пластинчато-ребристых конденсаторов-испарителей. В прил. 2 приведены геометрические параметры пластинчато-ребристых поверхностей и размеры типовых пакетов аппаратов, а исходные данные для расчета – в табл. 1.


Рис. 3. Конструктивная схема пластинчато-ребристого

конденсатора-испарителя с пакетами горизонтального типа


Рис. 4. Конструктивная схема пластинчато-ребристого

конденсатора-испарителя с пакетами вертикального типа

Таблица 1

Исходные данные

Наименование

Обозначение в тексте

Единицы измерения

Обозначение

в программе

Значение

в примере

Тепловой поток в конденсаторе-испарителе

Q

Вт

Q

1020000

Давление кипящей смеси в верхнем коллекторе

pи

Па

pi

1,45 · 105

Давление конденсирующейся смеси на входе в конденсатор-испаритель

pк

Па

pk

5,24 · 105

Объемные доли компонентов

xи1

xи2

xи3

yи1

yи2

yи3

yк1

yк2

yк3

xi1

xi2

xi3

yi1

yi2

yi3

yk1

yk2

yk3

0

0,005

0,995

0

0

1

0,942

0

0,058

Массовый расход жидкости, сливаемой из полости кипения

Rсл

кг/с

Rsl

0

Массовый расход пара, отдуваемого из полости конденсации

A

кг/с

A

0

Скорость циркуляции

w0

м/с

w0

0,07

Уровень конденсата

hк

м

hk

0,11

Статический уровень жидкости

hст

м

hst

0,03

Коэффициент запаса скорости в опускной системе

соп

co

0,9

Длина пакета

lп

м

hp

1,45

Ширина пакета

b1

м

b1

0,85

Глубина пакета

b2

м

b2

0,85

Ширина проставочной полосы

b3

м

b3

0,018

Высота насадки (оребрение)

lи

lк

м

м

hli

hlk

0,006

0,006

Окончание табл. 1

Наименование

Обозначение в тексте

Единицы измерения

Обозначение

в программе

Значение

в примере

Шаг оребрения

sи

sк

м

м

si

sk

0,003

0,003

Толщина ребер насадки

δи

δк

м

м

di

dk

0,0002

0,0002

Толщина стенок каналов

δст

м

dst

0,001

Толщина боковых листов

δб

м

db

0,06

Вычисление состава смеси в различных сечениях

испарителя и конденсатора

Представление рабочих веществ в конденсаторе-испарителе в виде тройной смеси азот–аргон–кислород позволяет производить расчеты как для чистых веществ, так и для их смеси, изменяя исходные концентрации компонентов. В дальнейшем при рассмотрении смеси для обозначения отдельных компонентов будем использовать индекс 1 для  азота, 2 – для аргона и 3 – для кислорода. Например, объемные доли для чистого кислорода: x1 = x2 = 0, x3 = 1. Для воздуха можно принять x1 =0,7812, x2 = 0,0093, x3 = 1 – x1 – x2 = 0,2098.