1. Определяем термодинамические параметры воды и водяного пара. Температуру воды на входе в барометрический конденсатор принимаем tвх.к =15 ºС. Температуру воды, уходящей из корпуса конденсатора, принимаем на 3 º ниже температуры насыщенного пара (табл.1.1), уходящего из конечного корпуса выпарной установки, т.е.
tвых,к.= tвт.п.II –3 = 49,10 – 3= 46,10 о С.
Теплоемкость воды [ с в, Дж/(кг К)] при средней температуре 
о С находим из табл. П. 5.1 приложения 5, св =4,18 кДж/кг×К.
Энтальпия водяного пара (i, Дж/кг), поступающего на конденсацию – определяется по табл. П. 5.16. приложения 5 при давлении конденсации Рконд=Рвт.п .. В нашем случае Рконд=Рвт.п. =12 кПа:
i = 2589,00 кДж/кг.
2. Определяем расход воды. Расход воды (кг/с) на полную конденсацию насыщенного пара в однокорпусном конденсаторе рассчитываем по формуле:
,
где Wn – количество конденсирующегося пара, поступающего из последнего корпуса выпарной установки. В нашем случае Wn = W2.
кг/с
3.Определяем объем пара. Объем пара, проходящего через конденсатор, находим по формуле:
где ρ – плотность пара, кг/м3 (табл. П.5.2 приложения 5).
4. Рассчитываем диаметр корпуса. Задаем скорость движения пара в корпусе конденсатора ωп = 18 ¸ 22 м/с и рассчитываем диаметр его корпуса по формуле:
Округляем расчетный диаметр корпуса конденсатора до ближайшего большего по каталогу или по типовому ряду размеров, кратному 0,2, и получаем 0,4 м.
5. Определяем высоту слоя воды. Высоту слоя воды на полке рассчитываем по формуле:
где b – ширина полки конденсатора, определяемая по формуле:
b=0,98×dк=0,98×0,4=0,392 м/с
6. Определяем начальную скорость истечения воды. Начальная скорость истечения воды с первой полки определяется:
|
|
,
где ρв – плотность воды (кг/м3) (табл. П.5.1 приложения 5).
7. Определяем среднюю скорость истечения воды. Средняя скорость истечения воды с полки:
где Н – расстояние между полками и определяется, как:
Н = 0,35· dк = 0,35·0,4 = 0,14 м.
8. Определяем эквивалентный диаметр струи. Эквивалентный диаметр струи рассчитывается:
где 
м.
9. Определяем температуру воды, уходящую с первой полки. Температуру воды, уходящую с первой полки, tв. 1, находим из уравнения:
= 
=
= 
º С.
10. Определяем число необходимых ступеней конденсации. Число необходимых ступеней конденсации рассчитываем по формуле:
Число полок в конденсаторе принимаем на единицу больше, т.е. 19.
11. Определяем внутренний диаметр барометрической трубы. Внутренний диаметр барометрической трубы определяем по формуле:
,
где ωб.в . – принимаемая скорость воды в барометрической трубе (м/с),
ωб.в .= 0,3÷0,5 м/с.
12. Определяем высоту барометрической трубы:
где Pразр – разряжение в конденсаторе (Pразр = Ратм – Рконд), кПа,
Ратм – атмосферное давление, кПа;
Σξ – сумма коэффициентов сопротивления местных потерь напора (принимается 1,5);
λ – коэффициент сопротивления трению на прямом участке трубы (для технически шероховатых труб принимаем 0,02 ¸ 0,04);
Н о – ориентировочная высота барометрической трубы (принимается 10 м);
dб – внутренний диаметр барометрической трубы, м.
С учетом погружения на 1 м в сборник воды, принимаем высоту барометрической трубы 10,64 м.
|
|
13. Определяем количество воздуха. Количество воздуха, откачиваемого из конденсатора вакуум-насосом определяем по эмпирической формуле:
Gв=0,001∙(0,025∙Wконд+10∙W2)=0,001∙(0,025∙1,52+10∙0,083)=0,000868 
14. Определяем температуру воздуха. Температуру воздуха определяем по формуле:
tвоз=tвх.к.+0,1∙ (tвых.к. – tвх.к.) + 4=15+0,1(46,1-15)+4=22,11 оС.
15. Определяем парциальное давление воздуха в конденсаторе. Согласно табл. П.7.1 и П.9.1 соответственно приложений 7 и 9, или применив диаграмму Рамзина, приложение 8, при температуре воздуха 22,11 ºС парциальное давление водяного пара в воздухе Рпарц = 2642,5 Па, тогда парциальное давление воздуха в конденсаторе:
Рвозд = Рконд – Рпарц = 12000 – 2642,5 = 9357,5 Па.
16. Определяем объем воздуха, откачиваемого насосом:
