3.4. Расчёт барометрического конденсатора

3.4.1 Расход охлаждающей воды.

Расход охлаждающей воды G_в определим из теплового баланса конденсатора:

(37)

где i_б.к. - энтальпия паров в барометрическом конденсаторе, Дж/кг;

t_н – начальная температура охлаждающей воды, С;

t_к – конечная температура смеси охлаждающей воды и конденсата, С;

Разность температур между паром и жидкостью на выходе из конденсатора должна быть 3-5 градусов. Поэтому температуру воды t_к на выходе из конденсатора примем на 4 градуса ниже температуры конденсации паров t₀:

t_k=t₀–3

t_k=84,5–3=81,5 С

Энтальпия паров в барометрическом конденсаторе i_б.к, при температуре t₀ / 2, табл LVI /:

i_б.к,=264510³ Дж/кг;

Среднюю температуру воды найдём по формуле (38):

t_ср.в.=(20+81,5)/2=50.75 С

Удельная теплоёмкость воды с_в при температуре t_ср.в. (Приложение 1, п.3):

с_в=4186,6 Дж.(кгК)

кг/с

3.4.2. Диаметр барометрического конденсатора

Диаметр барометрического конденсатора определим из уравнения расхода:

(38)

где  - плотность паров, кг/м³;

 - скорость паров, м/с.

Скорость паров в барометрической трубе

=4*(G_н20+w)/d²

=4*(24.27+2.78)/988*3.14*0.3²=0.39 м/с

При остаточном давление в конденсаторе порядка 10⁴ Па скорость паров =15-25 м/с

Плотность паров  при температуре t₀ / 2, табл. LVI /

=0.2929 кг/м³

м

3.4.3. Выбор барометрического конденсатора.

Выбираем конденсатор с диаметром, равным расчётному, или ближайшему большему / 3, приложение 4.6 /.

Барометрический конденсатор: внутренний диаметр d_б.к.=2000 мм

Условный проход штуцера для барометрической трубы d_б.т=400 мм

3.4.4. Высота барометрической трубы

Скорость воды в барометрической трубе равна:

(39)

Плотность воды _в при температуре t_к (Приложение 1, п.1):

_в=988 кг/м³

Высота барометрической трубы / 3, формула 1 /:

(40)

где В – вакуум в барометрическом конденсаторе, Па;

 - сумма коэффициентов местных сопротивлений;

 _тр - коэффициент трения в барометрической трубе;

0,5 – запас высоты на возможное изменение барометрического давления, м.

Вакуум в барометрическом конденсаторе В, Па;

В=Р_атм-Р_бк=9,8*10⁴-56612=41388 Па (41)

Сумма коэффициентов местных сопротивлений :

(42)

где _вх, _вых - коэффициенты местных сопротивлений на входе в трубу и на выходе из нее.

Коэффициент трения _тр зависит от режима течения жидкости, определим режим течения воды в барометрической трубе:

(43)

Коэффициент динамической вязкости воды _в при t_k (Приложение 1, п.2)

_в=0,542 мПас

При таком значении Re, коэффициент трения _тр равен / 2, рис 1.5 /.

=0,014

По формуле (40):

Окончательно имеем: