Тимонин А.С. - Инж-эко справочник т 2 (1044949), страница 139
Текст из файла (страница 139)
2.140, находим расход б, через форсунку, 6 = 20 м'/ч; отсюда находим необходимое число форсунок л, = б,/б = 15 шт.; 2) учитывая уменьшение расхода пара по высоте контактной зоны, принимаем его скорость во входном сечении ~„„= 3 м/с. Тогда площадь сечения контактной зоны аппарата à — 17/у — 28 м 3) принимаем конструкцию аппарата, показанную на рис. 2.139, б; 4) скорость выпара в сепарационной трубе у„,„примем равной 1 м/с. Объемный расход выпара = 6 „р „=0,2м'/с. Далее определяется площадь сечения сепарационной трубы: Р„„= Р' „/ю„„„=0,2 м', отсюда ее диаметр б „= (4Р' /я)О5=0,5 м; 5) диаметр корпуса аппарата следовательно, ширина кольцевого зазора равна 0,5 (Ю, — Ю,) = 0,875 м; б) по номограммам на рис. 2.141 и 2.142 определяем, что минимально необходимая высота контактной зоны, при которой содержание растворимых газов удовлетворяет нормам ПТЭ, Н„',=1,66 м.
Часть ГХА Основное оборудование для очистки сточных вод Рис. 2.141. Номограмма для определения концентраций кислорода и диоксида углерода в деаэрируемой воде при р„= 0,2 МПа и р = 40' Рис. 2.142. Номограмма для определения концентраций кислорода и диоксида углерода в деазрируемой воде при р„= 0,4 МПа и р = 40' 713 Часть ПА Основное оборудование для очистки сточных вод ф ~)е ф Ь р У Р Р / л 1 1в 1/ 30 25 20,5 1,0 0,5 О 2 б 10 14 18 Ы~ Зб ЗО Рис.
2.143. Номограмма для расчета нагрева круглых струй воды конденсирующимся паром в вакууме 14 приближенной эмпирической формуле, аппроксимирующей опытную кривую, дающей некоторый запас по нагреву плоских и цилиндрических струй воды конденсирующимся паром в вакууме. При и„' р" > 0,3: Ч = 0,007(и'р")" (2.102) где и„— скорость пара, набегающего па водяную струю, м/с; р" — плотность пара, кг/м'. Для ускорения расчетов нагрева плоских и цилиндрических струй можно пользоваться номограммой (рис. 2.144), составленной по формуле (2.101).
Формулы (2.99) и (2.101) являются приближенными, однако для практических расчетов они достаточно точны. Для гидродинамического расчета вакуумных деаэраторов получена формула: 00.'?505 1,0 1,5 20 25 ЗО 35 Рис. 2.144. Номограмма для расчета нагре- ва плоских и циллиндрических струй воды конденсируюшимся паром в вакууме 715 Глава 2. Оборудоваиие для физико-химических методов очистки (2.103) Р в= т/м~ ч зо и 4 6 8 10 У 'С Рис. 2. 145.
График для расчета вакуумных деазрвторов перегретой воды 716 где ф— расход пара, т/ч. А — коэффициент, имеющий в диапазоне вакуума 500 — 700 мм рт, ст. значения: 54 — при распределении воды круглыми струями; 43 — при распределении воды плоскими и цилиндрическими струями; 5' — сечение для прохода пара, м', б, — расход воды, т/ч. По этим формулам производится конструкторский расчет вакуумного деаэратора с нагревом воды в нем, рассчитываются диаметр и высота колонки, число и размеры ступеней. В проверочном расчете с помощью тех же формул по размерам и заданным параметрам определяется производительность деаэратора. Деаэраторы перегретой воды рассчитываются с помощью графика (рис. 2.145), полученного на основе опытов.
По этим данным определяется гидравлическая нагрузка полного горизонтального сечения колонки д, в зависимости от давления в колонке Р и величины перегре- ва поступающей воды лт. При Р „в пределах 0,08 — 0,25 бар и Ы от 4 до 12 С гидравлическая нагрузка колонки находится в пределах 30— 100 т/м' ° ч. Пример расчета. Произвести поверочный расчет колонки вакуумного деаэратора с круглыми и кольцевыми дырчатыми тарелками (см. рис. 2.137, в) по следующим данным. Размеры колонки деаэратора (в м): внутренний диаметр Р = 1,8; диаметр круглых тарелок с~, = И„= 1,4; внутренний диаметр кольцевых тарелок: И, = 0,8; Н, = 1,1; сливные отверстия в тарелках Н,= 0,008; число отверстий в каждой тарелке л = 1500; число ступеней — 4; высоты ступеней: 1, = 0,40; 1, = 1, = = 1, = 0,50; высота бортов на всех тарелках Ь, = 0,045. Температура поступающей воды т, = 15 С.
Трсбуемая температура деаэрированной воды 1, = б0' С. В деаэратор поступает сухой насыщенный пар. Задачей поверочного расчета деаэратора является: определение производительности — расхода деаэрированной воды б, (т/ч), расхода пара б„(т/ч), и нагревов воды по ступеням, обеспечивающих получение деаэрированной воды с содержанием кислорода не более 0,05 мг/кг. Расчет. В согласии с опытными данными получение деаэрированной воды с содержанием О, < 0,05 мг/кг требует расхода выпара 10 — 12 кг на одну тонну поступающей воды и недогрева воды до температуры кипения на выходе из колонки Л(< 0,2 С при наличии бака-аккумулятора с вскипанием воды в нем.
Часть ГП. Основное оборудование для очистки сточных вод Примем для расчета расход выпара б,„„= 0,0126,, где б, — расход поступающей воды, и недогрев воды ш' = 0,2 С. Температура пара на четвертой (нижней) ступени: ~„», = г, + ш = 60 + 0,2 = 60,2 С. По таблицам насыщенного пара зцтальпия г„п = 2610 кДж/кг (623,3 ккал/кг), плотность пара р" „, = 0,132 кг/м'. Расход пара на деаэратор б„находим из уравнения теплового баланса деазратора: б.с(1, — Е,) + 6, (1,„„-с~,) в Э ~„,ч, -с~, где с — теплоемкость воды", с = 4,19 кДж/кг град.
Согласно опытным данным, падение температуры пара по высоте деаэратора составляет в среднем один градус на ступень. Тогда параметры выпара г, = з',„, — 4 = 602 — 4 = = 56,2 С. По тхаблицам насыщенного пара з„,„= 2603 кДж/кг. б. «4,19(60 — 15)+ 2610- +0,0126,(2603-4,19 60) — 4,19. б откуда 6„= 0,0926.. Расход деаэрированной воды: 6,= б,+ б„— б,„„= = б + 0,0926, — 0,0126, = 1,086,. Производительность вакуумного деаэратора определяется по формуле (2.103): Р > ~~в(т) без 54У где 6„,„— расход пара через гори- зонтальное кольцевое сечение в плоскости нижней тарелки. Согласно опытным данным, почти весь нагрев воды происходит на верхних ступенях. На нижней ступени конденсируется 1 — 3 % пара; если примем 2 %, тогда б„„, = = 0,986„; 5' — сечение для прохода пара в количестве.б„„,: Я = — (1?~ -И~) = — '(1,8' -1,4') =1,01 мз 4 ' 4 б,оз — расход воды на нижней сту- (0,98 0,0926,) 0,132 = 54.
1,01з — * 1,086. откуда б, = 135 т /ч. Производительность деаэратора (расход деазрированной воды): б, = 1,08 б. =- 1,08 ° 135 = 146 т/ч. Расход пара на деазратор: 6„= 0,092 6, = 0,092 ° 135 = 12,4 т/ч, в том числе расход выпара: 6' ' = 0,0126„= 0,012 135 = 1,63 т/ч. асчст наг ев в ы по ст пе- няцлалаыки. Нагрев воды в падающих линейных круглых струях рассчитывается по формуле (2.101) или с помощью номограммы (см.
рис. 2.143), что проще. Для расчета температуры воды ~, на выходе из ступени необходимо вычислить высоту Ь слоя воды на тарелке. Высота Ь вычисляется по формуле истечения воды из отверстий: и =1ьз/2дЬ, где ю, — начальная скорость истечения, м/с; р — коэффициент расхода, ц = 0,72; я — ускорение силы тяжести, я = = 9,81 м/с' 717 Глава 2. Оборудование для физико-химических методов очистки ~2 — =И вЂ” 0И„ 3600 4 откуда 0,85( „+8 „„0 2 пЯ 0,85 ° 12,4+ 1,63 2 718 и, вычисляем из уравнения расхода воды: 4б,. 3600хЫ'и Для первой (верхней) ступени в —, — О 50Ыс; 4 135 3600 3,14.0,008 1500 0,50 =0,72,/2 9,8!Ь, откуда Ь = 0,025 м.
Для четвертой (нижней) ступени 4 146 054Ы 3600 3,14 0,008 1500 050=072~/2.9 810, откуда = 0,029 м. Принимаем для всех тарелок среднее значение Ь = 0,027 м. Наибольшая высота слоя воды на тарелке должна быть ниже высоты борта тарелки: Ь < Ь„это условие выдержано. Выслуга сдруй На первой ступени 7, в, = 72 — Ь = 0,400 — 0,027 = 0,373, отйошение 7,о7 0,373 — — — = 13,8. Ь 0,027 На остальных ступенях 7, „, — = 0,500 — 0,027 ='0,473„ отношения — — — — — 17,5.
ГОВВ 7„8я 70оч 0,473 Ь Ь Ь 0,027 Для определения температуры воды г, на выходе из ступени необходимо вычислить коэффициент у по формуле (2.100): Ч/ = 0,003 (ю 2Р")О 3,. здесь ь„ — скорость пара, набегающего на струи воды в среднем сечении ступени; р" — плотность пара в этом сечении. Поскольку скорость пара в„зависит от искомого значения температуры воды г„расчет в„ведем методом последовательного приближения. Задаемся расходом пара, поступающего на ступень. Вычисляем средний расход пара на ступени как среднеарифметический из расходов пара на входе в ступень и выходе из нее.
Находим среднюю скорость пара в ступени. Вычисляем значение Ч. Затем по номограмме (см. рис. 2.143) находим значение 18 —, откуда вычисляем значеГ0-Г2 ' ние г,. Контрольным расчетом служит уравнение теплового баланса ступени. Если баланс пара не сходится, то задаемся новым значением расхода пара на ступень. Ведем расчет в той же последовательности, добиваясь минимальной невязки теплового баланса — не выше 1 %. Расчет нагрева воды ведем последовательно, начиная с первой (верхней) ступени.
Первая (верхняя) ступень. Учитывая, что большая доля нагрева воды приходится на верхнюю ступень, задаемся расходом пара на эту ступень, равным 85 % расхода пара на деаэратор. Средний расход пара по ступени Часть Го'. Основное оборудование для очистки сточных вод Средняя скорость пара пара Отношение — = 0,86. Ч« 4> По номограмме 10000„ 36ООр К, При температуре пара «„,ц = = 60,2 — 3 = 57,2 С р",= 0,116 кг/м'. Цилиндрическая поверхность в среднем сечений для набегающего '=(' )'= =3,14 ' ' 0,373 =1,29 м'; 2 11 3 и/с "~® 3600 0„116 1,29 т«« = О,ООЗ(1 1,3~ 0,116)" =0,0067. Отношение — = ' =0,84.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
