Сравнительный расчёт смешивающих конденсаторов водяного пара (противоточного и прямоточного)

Министерство образования РФ.

Архангельский государственный технический университет.

Факультет промышленной энергетики, ПЭ III-1.

Кафедра промышленной теплоэнергетики.

Сергей Вячеславович

Курсовой проект

По курсу: ”Промышленные тепломассообменные процессы и установки”

Сравнительный расчёт смешивающих конденсаторов водяного пара (противоточного и прямоточного).

Пояснительная записка.

0162.00.КП.00.013.ПЗ

Руководители:             

Постановление комиссии от

Признать, что студент выполнил и защитил курсовой проект с оценкой

Председатель комиссии:

Члены комиссии:

Архангельск 2000

Содержание

Стр.

ЗАДАНИЕ……………………………………………………………………3

1.Краткое описание конструкций аппаратов.............. 4

2.Противоточный (барометрический) конденсатор 7

Тепловой  расчёт аппарата.................................................................. 7

Определение основных размеров барометрического конденсатора..8

Расчёт количества тарелок................................................................. 9

Гидравлический расчёт барометрической трубы........................... 12

Расчёт и выбор вспомогательного оборудования.......................... 14

3.Прямоточный  конденсатор.............................................. 16

Тепловой  расчёт аппарата................................................................ 16

Определение основных размеров прямоточного конденсатора.. 17

Расчёт количества тарелок............................................................... 18

Расчёт и выбор вспомогательного оборудования.......................... 21

4.Расчёт фланцев и патрубков............................................. 24

Список используемых источников................................. 26

1.Краткое описание конструкций аппаратов.

Конденсаторы, в которых пар конденсируется путём непосредственного контакта ( смешения ) с водой ,называются струйными или смешивающими. Они получили большое распространение в тех часто встречающихся случаях, когда допустимо смешение конденсирующегося пара с охлаждающейся водой, то есть когда конденсат слишком загрязнён, не представляет большой ценности для ТЭЦ или котельной и может сливаться в водоем или канализацию вместе с охлаждающей водой. Достоинством этих конденсаторов являются их простота, относительная малая стоимость и коррозионная устойчивость.

Струйные смешивающие конденсаторы разделяются в зависимости от направления движения пара и воды на противоточные и прямоточные (Рис.1,2), а в зависимости от высоты расположения – на конденсаторы низкого и высокого уровня.

Прямоточные конденсаторы (Рис.1.) получили применение для установок небольшой и средней производительности и обычно располагаются на том же уровне как и основные аппараты. Охлаждающая вода поступает без насоса – благодаря вакууму. Смесь воды и конденсата откачивается из аппарата насосом. Для поддержания вакуума при конденсации воздух с некоторым количеством пара удаляется струйным насосом.

 Рис.2. Противоточный (барометрический) конденсатор.

Противоточные конденсаторы (Рис.2.) в большинстве случаев применяются для выпарных установок большой производительности; они обычно располагаются на высоком уровне и имеют барометрическую трубу. Они получили название барометрических конденсаторов.

Так как внутри конденсатора поддерживается вакуум, под влиянием атмосферного давления вода в барометрической трубе поднимается и вес столба воды в ней уравновешивает разность между атмосферным давлением и давлением в конденсаторе. Во время работы конденсатора в барометрическую трубу сливается смесь охлаждающей воды и конденсата. Откачивающего насоса при этом не требуется. Обычно удельный расход электроэнергии для барометрических конденсаторов меньше, чем для конденсаторов низкого уровня.

В барометрических конденсаторах применяются сегментные и кольцевые дырчатые полки или тарелки. Охлаждающая вода последовательно стекает с одной полки на другую, образуя сплошную завесу.

На практике применяются прямоточные и противоточные барометрические конденсаторы. Однако в большинстве случаев в противоточных конденсаторах удаётся достичь лучших условий теплообмена. Разница между температурами конденсации пара и уходящей воды (недогрев) составляет:

-  в противоточных конденсаторах d = t_н - t²₂ = 1¸3 °C

-  в прямоточных d = t_н - t²₂ = 3¸6 °C.

2.Противоточный (барометрический) 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.