Проектирование адиабатной выпарной установки термического обессоливания воды (стр. 13 из 21)
 |
3.3.8.1 По величине принятого критерия устанавливаемого сепаратора N=0,4 найдём отношение свободного сечения сепаратора на входе к его общей площади Fс по формуле (5-16) [20]
где аж=1,14 – постоянная (стр. 194 [7]);
a=450 – угол наклона жалюзи в поперечном разрезе;
m=304,1´10-6 Па´с – динамическая вязкость воды при температуре в первой ступени;
m20=1003´10-6 Па´с – динамическая вязкость воды при температуре 20 0С;
b’=0 – угол наклона жалюзийного пакета.
3.3.8.2 Площадь свободного сечения сепаратора составляет Fс.своб.
Fс.своб.=Fc´Fcеп=0,48´3,6=1,78м2.
3.3.8.3 Скорость вторичного пара в сепарационном устройстве первой, наиболее напряжённой, ступени по уравнению неразрывности составит wс1
 |
3.3.8.4 Сравнивая найденную скорость пара с предельной величиной: wд1’=28,6 м/с больше wc1=28,2 м/с;
следовательно, выбранное сепарационное устройство обеспечит необходимую степень очистки пара принятую ранее.
3.4 Расчёт основных параметров пароструйного эжектора
3.4.1Как уже отмечалось выше, для повышения потенциала используемого в установке пара с низкими параметрами устанавливается пароструйный эжектор. Принимаем в качестве рабочего пар 40 с параметрами P=4,0 МПа и t=375 оС. Схема пароструйного эжектора представлена на рисунке 10.
 |
A – рабочее сопло; B – приемная камера; C – камера смешения; D - диффузор
Рисунок 10 - Схема пароструйного эжектора.
3.4.2 Исходные данные для расчёта
3.4.2.1 Температура рабочего пара tр=375оC.
3.4.2.2 Давление рабочего пара Рр=4,0 МПа.
3.4.2.3 Температура эжектируемого пара tн=70оС.
3.4.2.4 Давление эжектируемого пара Pн=3,1161´104 Па.
3.4.2.5 Температура смеси на выходе tс=101оС.
3.4.2.6 Давление смеси на выходе Рс=0,0981МПа=1ата.
3.4.2.7 Коэффициент эжекции u=9.
3.4.3 По таблице 4-1 [23] для перегретого пара найдем показатель адиабаты рабочего пара kр=1,3.
3.4.4 Газовая постоянная для водяного пара R=463 Дж/кг (таблица 1-2 [23]).
 |
3.4.5 Определим величину относительного давления Прн
3.4.6 Определим по таблице приложения 4 [23] газодинамические функции рабочего пара с учётом найденной величины Прн
3.4.6.1 Приведённая изоинтропная скорость lрн=2,41.
3.4.6.2 Относительная плотность eрн=0,02288.
3.4.6.3 Приведённая массовая скорость qрн=0,0831.
 |
3.4.7 Определяем отношение uc/uр и uн/uр
где uр=0,06997 м3/кг, uн=5,0479 м3/кг, uс=1,735 м3/кг – удельный объём соответственно рабочего пара, инжектируемого пара и смеси.
3.4.8 Определим оптимальное отношение сечения f3 к критическому сечению сопла fр* по формуле (4-20) [23]
 |
3.4.8.1 Вычислим параметр а
 |
где j1=0,95 и j2=0,975 – коэффициенты скорости газоструйного эжектора (стр. 151 [23]).
3.4.8.2 Вычислим параметр b
где j3=0,9 и j4=0,925 - коэффициенты скорости газоструйного эжектора (стр. 151 [17]).
3.4.8.3 Параметр с
 |
3.4.8.4 Тогда отношение (f3/fр*)опт
 |
3.4.9 Вычислим давление смешанного потока в выходном сечении камеры смешения Р3
 |
3.4.9.1 По формуле (4-39) определим перепад давлений инжектируемого потока на входном участке камеры смешения DРк/Рн
где eр*=0,628 и Пр*=0,55 – критическое значение относительной плотности и критическое относительное давление при заданном показателе адиабаты рабочего потока.
3.4.9.2 По формуле (4-43) определим отношение перепада давлений смешанного потока в диффузоре и перепада давлений инжектируемого потока на входном участке камеры смешения DРд/DРк
 |
3.4.9.3 Отношение DРд/Рн
 |
3.4.9.4 Отношение давления смешанного потока к давлению эжектируемого пара по формуле на странице 161 [17]
3.4.9.4 Тогда давление смешанного потока в выходном сечении камеры смешения Р3
 |
Р3=Рн´3,6=3,6´31161=112180 Па=112,18кПа.
3.4.10 Рассчитываем характеристику выбранного эжектора
3.4.10.1 Предварительно находим отношение fр1/f3
 |
 |
3.4.10.2 Отношение fр*2/f3´fн2
3.4.11 Произведём расчёт основных размеров эжектора
3.4.11.1 По формуле (1-20) найдём критическую скорость рабочего потока ар*
 |
где Тр=648 К – абсолютная температура рабочего пара.
3.4.11.2 Критическое сечение рабочего сопла по формуле (2-42) fр*
 |
3.4.11.3 Критический диаметр dр*
 |
3.4.11.4 Выходное сечение сопла fр1
 |
3.4.11.5 Выходной диаметр сопла d1
 |
3.4.11.6 Площадь сечения камеры смешения f3
 |
3.4.11.7 Диаметр камеры смешения d3
 |
3.4.11.8 Длина свободной струи по формуле (2-55) lс1
 |
где а=0,08 – опытная константа для упругих сред (стр.50 [23]).
3.4.11.9 Диаметр свободной струи d4 на расстоянии lс1 от выходного сечения сопла по формуле (2-56)
d4=1,55´d1´(1+u)=1,55´41´10-3´(1+9)=0,636 м=636мм.
3.4.11.10 Так как d4=363 мм>d3=254 мм, то входной участок камеры смешения выполняется в виде конического перехода, на котором диаметр изменяется от 363 мм до 254 мм.
3.4.11.11 При угле раствора 900 длина входного участка камеры смешения lс2
lс2=d4-d3=(363-254)´10-3=0,109 м=109 мм.
3.4.11.12 Расстояние от выходного сечения рабочего сопла до входного сечения цилиндрической камеры смешения lc
lc=lс1+lс2=1,091+0,109=1,2 м=1200 мм.
3.4.11.13 Длина цилиндрической камеры смешения по формуле (2-60) lk
lk=6´d3=6´0,254=1,524 м.
3.4.11.14 Выходное сечение диффузора fс определяется по формуле (2-62)
 |
3.4.11.15 Диаметр выходного сечения dс принимаем Dс=1,400 мм.
 |
3.4.11.16 Определим длину диффузора lд исходя из угла раствора 8-100 по формуле (2-61)
Lд=5´(dс–d3)=5´(1,400-0,254)=7,00 м.
3.4.12 Диаметр трубопровода рабочего пара Dр определим исходя из рекомендуемой скорости движения wр=50 м/с принимаем Dр=100 мм.