Сравнительный расчёт смешивающих конденсаторов водяного пара (противоточного и прямоточного), страница 4

h_н – КПД насоса, принимаемое h_н = 0,6;

 Вт

Объём конденсатора:

V = V_ап + V_б + 2_*V_к  где   V_па - объём конденсатора:

 м³

V_б - объём барометрической трубы:      

 м³ 

V_кр - объём крышки конденсатора:

По таблицам [2] при d_н = 2000мм выбираем днище элептическое отбортованное по ГОСТ 6533-78 с V_кр = 92,2*10^-3 м³.

Таким образом объём барометрического конденсатора составит:

V = 1,6 + 0,1165 + 2*92,2*10^-3 = 1,9 м³

3.Прямоточный  конденсатор.

Тепловой  расчёт аппарата.

Расход охлаждающей воды на 1кг конденсирующегося пара (кратность охлаждения) в смешивающих конденсаторах может быть найден из уравнения их теплового баланса:

, кДж/с, где   D – расход пара, кг/с;

W – расход воды, кг/с;

i – энтальпия пара , поступающего в конденсатор, кДж/кг;

с – теплоёмкость воды, кДж/(кг*°С);

t'₂ и t''₂ – начальная и конечная температуры охлаждающей воды,°С.

Из этого уравнения следует, что кратность охлаждения будет:

По таблице [1] определяем температуру и энтальпию сухого насыщенного пара при давлении P = 0,014 МПа:

t_н = 52,58°C;

i = 2596.4 кДж/кг.

Температура выходящей охлаждающей воды t''₂ меньше температуры пара t_н вследствие несовершенства теплопередачи от пара к воде на величину:

для прямоточного конденсатора d = 3¸6 °С. Принимаем d = 5°С, тогда t²₂ = t_н - d = 52,58 - 4 = 47,58 °C.

Кратность охлаждения

 кг/кг;

Секундный  расход охлаждающей воды

=12,1 кг/с;

Определение основных размеров прямоточного конденсатора.

Диаметр конденсатора dк определяют, исходя из максимальной производительности, средней скорости пара около 35 м/с в сечении, не занятом тарелками, или около 55 м/с в стеснённом тарелками сечении аппарата, по формуле:

, м где   D - количество конденсирующегося пара, кг/с;

u_п – удельный объём пара, по таблице [1] при заданном давлении составит u_п = 10,696 м³/кг;

w_п – скорость пара, м/с; принимаем скорость пара 35 м/c.

м.

Диаметр конденсатора в соответствии с типоразмерами стандартных конденсаторов приведенных в табл.8-1 [5]  принимаем d_К = 800 мм. Принятые размеры приведены в таблице 1.

Табл. 3. Основные размеры прямоточного конденсатора.

Расчёт количества тарелок

Для расчёта числа тарелок барометрического конденсатора И.И.Чернобыльский предложил следующую формулу:

где    – эквивалентный диаметр плоской струи, м;

 – начальная скорость истечения струй, м/c;

b – ширина тарелки, м;

 – толщина струи, м;

– высота слоя воды на тарелке, м;

 – средняя скорость струи, м/c.

Для каскадных конденсаторов принимают расстояние между тарелками Н = 0,5 м. Задавшись конечной температурой воды на 2°С ниже температуры конденсирующегося пара, по данному уравнению можно рассчитать нагрев воды при перетекании её с тарелки на тарелку и количество сконденсировавшегося пара, а затем определить и количество тарелок.

1) Расстояние от образующей до среза тарелки (см. рис.3) принимаем равным:

мм.

2) Ширину тарелки берём из расчёта:

,

Принимаем мм.

3) Высоту слоя воды на тарелке определим по формуле: 0,041 м = 41 мм.

4) Определяем начальную скорость истечения струи:

0,384 м/с.

5) Средняя скорость истечения струи:

 м/c.

6) Средняя толщина струи:

 м.

7) Определяем эквивалентный диаметр:

м.

8) Определяем температуру воды, уходящей с первой тарелки:

;

;

откуда t₂² = 31.75°C.

9) Количество тепла, воспринятое водой

 кВт.

10) Количество сконденсировавшегося пара:

 кг/c.

11) Количество смеси воды и конденсата, стекающей со второй тарелки: