Розрахунок багатокорпусної випарної установки (стр. 4 из 5)

Діаметр парової камери вибирають таким:

Швидкість пари у паровому об’ємі:

,

де

– об’ємна витрата пари, , визначається за формулою:

,

де

– густина пари (визначається за тиском вторинної пари в апараті), .

Швидкість витання часток рідини:

,

де

– густина розчину (рідини), ;

– середній діаметр крапель рідини, ;

– коефіцієнт, що залежить від числа Рейнольдса,

,

де

– в’язкість пари, .

Так при

:

Висота парового об’єму:

,

де

– кількість розчинника, що було випарена за годину, ;

– допустиме навантаження на одиницю довжини парового об’єму.

Швидкість пари на виході із трубок:

.

Діаметр рециркуляційної труби визначається за формулою:

.

4. Розрахунок барометричного конденсатора

Для утворення розрядження в останніх корпусах БВУ використовуються конденсатори змішувального типу. В таких конденсаторах забезпечується розвита поверхня контакту та достатній час стикання пари з охолоджуючою водою.

На виробництві використовуються різні типи конденсаторів: з паралельною течією води та пари, струминний конденсатор, але широке розповсюдження знайшли конденсатори високого рівня – барометричні. У таких конденсаторах холодна вода надається у верхню частину де завдяки форсункам розбризкується і каскадами стікає з полиці на полицю. Пара підводиться під нижню полку і рухаючись уверх конденсується на водяних завісах між полицями. Відстань між полицями скорочується знизу до верху, так як зменшується, за рахунок конденсації, кількість пари.

Загальний тиск у конденсаторі дорівнює сумі парціального тиску водяної пари та повітря (газів). Тому для підтримання необхідного розрядження треба постійно відводити повітря. Це здійснюється спеціальними насосами із того місця конденсатора де робоча температура мінімальна, це об уславлюється тим, що при мінімальній температурі середовища масова витрата, а тобто продуктивність насосу буде мінімальна.

Відвід конденсату здійснюється само течією крізь барометричну трубу, що занурена у сосуд (ящик) з водою, вона також служить гідро затвором. Стовп конденсату у барометричній трубі урівноважується силами тяготіння та зовнішнього тиску, тому треба правильно вибирати довжину барометричної труби.

Витрата охолоджуючої води визначається за формулою:

,

де

– кратність охолодження, визначається за формулою:

,

де

– температура охолоджуючої води на вході у конденсатор, , приймається в діапазоні ;

– теплоємність охолоджуючої води на вході у конденсатор, ;

– теплоємність конденсату на виході з конденсатора, ;

– температура конденсату на виході з конденсатора, , визначається за формулою:

,

де

– температура насичення у конденсаторі (вибирається за тиском у конденсаторі який приймається трохи нижче ніж тиск вторинної пари в останньому апараті БВУ);

– поправка внаслідок не досконалості теплопередачі, приймається .

Діаметр конденсатора:

,

де

– кількість пари, що надходить до конденсатору, ;

– швидкість пари у конденсаторі, , приймаємо .

Діаметр барометричної труби визначається з розрахунку на пропуск конденсату:

,

де

– швидкість витоку конденсату із конденсатора, , приймають ;

– густина конденсату (визначається при температурі ), .

Висота водяного стовпа, що забезпечує потрібний вакуум:

де

– тиск у конденсаторі,

Втрата напору на тертя та місцеві опори у барометричній трубі визначаються за формулою:

,

де

– довжина барометричної труби, ; приймається ;

– коефіцієнт тертя при значеннях , який можна визначити за формулою Нікурадзе:

.

Число Рейнольдса визначається за формулою:

де

– кінематична в’язкість конденсату на виході із конденсатора, .

Поправка, що враховує можливі коливання рівня вакууму у конденсаторі становить:

Повна висота барометричної труби визначається за формулою:

.

Висновки по роботі

В ході виконання даної курсової роботи з дисципліни "Тепломасообмінні процеси та апарати", метою якої було закріплення та поглиблення знань придбаних впродовж семестру, був проведений тепловий розрахунок багатокорпусної випарної установки (БВУ), конструктивний розрахунок третього корпусу БВУ, а також розрахунок барометричного конденсатора.