Расчет двухкорпусной выпарной установки

hв=(Wконд/0,42*10³b√2g)^0.67=(4.806/0.42*10³*0.196√2*9.81)^0.67=0.055м

где  b  – ширина полки конденсатора, определяемая по формуле:

 

_{b=0.98*dк=0,98*0,2=0,196}

 

6. Определяем начальную скорость истечения воды. Начальная скорость истечения воды с первой полки определяется:

            ώн=Wконд/b*hв*ρв=4,806/0,196*0,055*1000=0,44м/с

где ρ_в – плотность воды (кг/м³) (табл. П.5.1 приложения 5).

 

7. Определяем среднюю скорость истечения воды. Средняя скорость истечения воды с полки:

 

                                _{ώср=0,5ώн+√(ώн²+2gH)=1.476м/с}

где Н – расстояние между полками и определяется, как:

 

                                  Н = 0,35·d_к = 0,35·0,2 = 0,07 м.

8. Определяем эквивалентный диаметр струи. Эквивалентный диаметр струи рассчитывается:

 

_{dэ=2bδ/b+δ=(2*0.196*0.016)/0.196+0.016=0.03м}

где                 δ=Wконд/(ρв*ώср*b)=4.806/(1000*1.476*0.196)=0.016 м

 

9. Определяем температуру воды, уходящую с первой полки. Температуру воды, уходящую с первой полки, t_в.1, находим из уравнения:

 

=

=lg(60.07-15/60.07-tв1)=0,29*0,924*7,552

=lg(45.07/60.07-tв1)=2,023

=45,07/60,07-tв1=3,123

tв1=45,642ºC

10. Определяем число необходимых ступеней конденсации. Число необходимых ступеней конденсации рассчитываем по формуле:

n=lg(tвт.пΙΙ-tвх.к/tвт.пΙΙ-tвых.к)/lg(tвт.пΙΙ-tвх.к/tвт.пΙΙ-tв1)=lg15/lg3.119=2.38

 Число полок в конденсаторе принимаем на   единицу больше, т.е. 3.

 

11. Определяем внутренний диаметр барометрической трубы. Внутренний диаметр барометрической трубы определяем по формуле:

Dδ=√(W2+Wконд/0,785*ρв*ώб.в)=0,129м,

где ω_б.в. – принимаемая скорость воды в барометрической трубе (м/с),

ω_б.в.= 0,3-0,5 м/с.,приняли 0,4

 

12. Определяем высоту барометрической трубы:

где  P_разр – разряжение в конденсаторе (P_разр = Р_атм – Р_конд), кПа,

Р_атм – 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);

d_б – внутренний диаметр барометрической трубы, м.

 

Н=(10,33*80,3/101,3)+0,4²(((1+1,5+(0,03*10/0,129))/2*9,81)+0,5=8,727м.

 

С учетом погружения на 1 м в сборник воды,  принимаем высоту барометрической трубы 9,73 м.

 

13. Определяем количество воздуха. Количество воздуха, откачиваемого из конденсатора вакуум-насосом  определяем по эмпирической формуле:

 

_{Gвозд=0,001*(0,025*Wконд+10*W2)=0.001(0.025*4.806+10*0.385)=0.004кг/с}

14. Определяем температуру воздуха. Температуру воздуха определяем по формуле:

         tвозд=tвх.к+0,1(tвых.к-tвх,к)+4=23,207ºC

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 23,207ºС   парциальное   давление водяного пара в воздухе Р_парц = 2807,9 Па, тогда парциальное давление воздуха в конденсаторе:

 

Р_возд = Р_конд – Р_парц = 21000-2807,9= 18192,1 Па.

 

16. Определяем объем воздуха, откачиваемого насосом:

_{Vвозд = 288 Gвозд(tвозд+273/pвозд)=0,022м³/с=1,32м³/мин}.