Определяем конечную температуру охлаждающей воды при давлении в конденсаторе 
ат, tп =59,8º C, удельный объем пара uп = 7,749 м3 /кг. Температура охлаждающей воды t´2 =10 0С.
Температура выходящей охлаждающей воды меньше tп на δ = 1 – 30 С; вследствие несовершенства теплопередачи принимаем δ = 30 С, тогда
t»2 = tп – δ = 59,8 – 3=56,8 º C.
Кратность охлаждения составляет
m = W/D = (i – t»2)/(t»2 – t´2) = (623,62 – 56,8)/(56,8 –10)=12,112 кг/кг
Часовой расход охлаждающей воды при количестве конденсируемого пара после 3-го корпуса составляет:
W=Dm=3691,47 ∙12,112 =44709,4 кг/ч
Диаметр конденсатора при скорости в конденсаторе ω, равной 15 м/сек:
dк =0,0188∙√(D∙uп/ω)=0,0188∙√(3691,47∙7,749/15)=0,79 м
Принимаем dк =800 мм.
Согласно табл. 2–20 барометрический конденсатор имеет следующие размеры: высота конденсатора H= 5088 мм, ширина полки b= 500 мм и высота борта равна 40 мм. Число полок – 6.
Диаметр барометрической трубы определяем из расчета на пропуск смеси воды и конденсата. Из уравнения
W + D = (πd2/4)∙ω,
полагая ω = 1 м/сек, получаем:
м
Принимаем d =150 м.
Высота водяного столба, соответствующая заданному вакууму,
H1=10,33∙B/760 = 10,33∙560/760=7,6 м
Принимаем предварительно полную высоту трубок H=9 м
Число Рейнольдса для трубок при коэффициенте кинематической вязкости воды при температуре 59,8 º C, равном ν = 0,517 м2/с
Re = ω∙d/ν = 1∙0,15∙106/0,517=232 108,3
Коэффициент трения для гладких труб при значениях Re = 105 - 103 определяется по формуле Никурадзе
λ = 0,0032 + 0,221/(Re0.237)=0.0032+0,221/(232108,3)0,237=0,015 
Потеря напора на трение и местные сопротивления в барометрической трубе
H2= 
м.вод. ст.
где d и l – диаметр и длина барометрической трубы; 2,5 – коэффициент, учитывающий потери на местные сопротивления.
|
|
Полная высота трубы
H=H1+H2+H3=7,6+0,18+0,5=8,28 м
где H3= 0,5 м – поправка, учитывающая возможные колебания вакуума в конденсаторе или уровня воды в водоприемнике.
Принимаем высоту трубы Н=9 м
Определение производительности вакуум-насоса:
GВ=(0,25*(D+W)+100D)/10000=34,4 кг/ч
tВ=10+4+0,1 (59,8–10)=18,980С
рК=0,2*100000=2000 мм вд. ст.
рП=200 мм вд. ст.
рВ=2000–200=1800 мм вд. ст.
VВ=(29,27*GВ*(273+tВ))/рВ=163,4 м3/ч=2,7 м3/мин
Принимаем ротационный водокольцевой вакуум-насос РМК-3 производительностью 5 м3/мин.
Проведем расчет выпарного аппарата на прочность.
Толщина стенок цилиндрической обечайки греющей камеры:
см
Принимаем S=10 мм
σдоп=1340*0,9=1206 кгс/см2==118 МПа
Толщина стенок цилиндрической обечайки сепаратора:
см
Принимаем S=10 мм
Толщина верхней крышки сепаратора:
см
Принимаем S=10 мм
Толщина крышки корпуса:
см
Принимаем S=10 мм
Толщина днища сепаратора:
Hэкв=3,79/0,001071=3725,5 см=3,7 м
h=1000 мм=100 см
Нобщ=Нэкв+h=3826 см ст. жидкости
см
Принимаем S=10 мм
Проверка необходимости крепления вырезов под патрубки:
Максимально допустимый диаметр неукрепленного отверстия в греющей камере:
Вырез в греющей камере диаметром d=400 мм надо укрепить.
Максимально допустимый диаметр неукрепленного отверстия в сепараторе:
Площадь укрепления выреза для патрубка d=400 мм кольцом толщиной δ=12 мм:
Fукр= δ*d+ S*d+2*a2=12*400+10*400+2*702=18600 мм2
Площадь отверстия выреза:
Fотв=S/0,9*(2*d-50)=10/0,9*(2*400–50)=8333,3 мм2
Fукр >Fотв
Литература
|
|
1. П.Д. Лебедев. Теплообменные, сушильные и холодильные установки. – М.: Энергия, 1972. – 320 с.
2. А.М. Бакластов и др. Промышленные тепломассообменные процессы и установки. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 327 с.
3. А.М. Бакластов. Проектирование, монтаж и эксплуатация теплоиспользующих установок. – М.: Энергия, 1970. – 568 с.
4. Б.Н. Голубков и др. Теплотехническое оборудование и теплоснабжение промышленных предприятий. – М.: Энергия, 1979. – 541 с.
5. Теплотехнический справочник. Под ред. В.Н. Юренева и П.Д. Лебедева. Т. 1 и 2. – М.: Энергия, 1975 и 1976. – Стр. 743 и 896.
6. Н.Б. Варгафтик. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей.
7. П.Д. Лебедев, А.А. Щукин. Теплоиспользующие установки промышленных предприятий. Курсовое проектирование. – М.: Энергия. 1970. – 408 с