Расчёт многокорпусной выпарной установки

4. Расчёт производительности вакуум-насоса

Производительность вакуум-насоса Gвозд определяется количеством газа (воздуха), который необходимо удалять из барометрического конденсатора:

кг/с (26)

где 2,5 ∙ 10-5 – количество газа, выделяющегося из 1 кг воды; 0,01 – количество газа, подсасываемого в конденсатор через неплотности на 1 кг паров.

кг/с

Объёмная производительность вакуум-насоса равна:

(27)

где R – универсальная газовая постоянная, Дж/(кмоль∙К); Mвозд – молекулярная масса воздуха, кг/кмоль; tвозд – температура воздуха, °С; Рвозд – парциальное давление сухого воздуха в барометрическом конденсаторе, Па.

Температуру воздуха рассчитывают по уравнению:

°С

Давление воздуха равно:

Рвозд = Рбк – Рп

где Рп – давление сухого насыщенного пара (Па) при tвозд = 26,96 °С.

Рвозд = 0,305 ∙ 9,8 ∙ 104 – 0,04 ∙ 9,8 ∙ 104 = 2,6 ∙ 104 Па

Тогда:

м3/с (1,955 м3/мин)

Зная объёмную производительность Vвозд и остаточное давление Рбк, по ГОСТ 1867 – 57 подбираем вакуум-насос типа ВВН-3 мощностью на валу N = 6,5 кВт. [1]

5. Расчёт диаметров трубопроводов и подбор штуцеров

Штуцера подбираются по внутреннему диаметру трубопровода. Внутренний диаметр трубопровода круглого сечения рассчитывают по формуле:

(28)

где Q – расход воды, м3/с; w – скорость движения жидкости, м/с.

Для жидкости при движении самотёком значение скорости выбирается в интервале от 0,5 до 1 м/с, для того чтобы обеспечить близкий к оптимальному диаметр трубопровода. При перекачке жидкости насосами скорость во всасывающих трубопроводах: w = 0,8 – 2,0 м/с; в нагнетательных трубопроводах: w = 1,5 – 3,0 м/с. Для паров при давлении большем чем 0,1 МПа скорость равна: w = 15 – 25 м/с.

Рассчитываем диаметр трубопровода для подачи раствора из ёмкости в теплообменник-подогреватель:

м3/с

где ρн = 1071 кг/м3 – плотность раствора Na2SO4 при 20 °С.

м

По ОСТ 26 – 1404 – 76 (С. 175 [10]) подбираем штуцер с условным проходом Dу = 50 мм, условным давлением Ру = 0.6 МПа, толщиной стенки Sт = и длиной штуцера Hт: 155; 215.

Рассчитываем диаметр трубопровода для подачи раствора из теплообменника-подогревателя в первый корпус выпарной установки:

м3/с

w = 0,5 м/с – при движении жидкости самотёком.

м

По ОСТ 26 – 1404 – 76 подбираем штуцер с условным проходом Dу = 100 мм, условным давлением Ру = 0,6 МПа, толщиной стенки Sт = 5 и длиной штуцера Hт: 155; 215.

Рассчитываем диаметр трубопровода для подачи греющего пара в теплообменник-подогреватель. Расход греющего пара D = 0,83 кг/с.

м3/с

где ρп = 2,1 кг/м3 – плотность греющего пара при 143,5 °С.