Методика расчета пластинчато-ребристых конденсаторов-испарителей, страница 2

где p_к, p_и – давление паров смеси в конденсаторе и испарителе, Па; x_1к, x_2к, x_3к, x_1и, x_2и, x_3и – 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

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.