Определение толщины тепловой изоляции

 

Толщину тепловой изоляции д_и находят из равенства удельных тепловых потоков через слой изоляции от поверхности изоляции в окружающую среду:

 

 (14)

 

 

- коэффициент теплоотдачи от внешней поверхности изоляционного материала в окружающую среду, Вт/(м²·К); t_ст2 - температура изоляции со стороны окружающей среды (воздуха); для аппарата, работающего в закрытом помещении, t_ст2 принимаем равным 40 ^оC; t_ст1 - температура изоляции со стороны аппарата; ввиду незначительного термического сопротивления стенки аппарата по сравнению с термическим сопротивлением слоя изоляции t_ст1 примем равным температуре греющего пара в 1 корпусе t_г1; t_в - температура окружающей среды (воздуха), ^оС; л_и - коэффициент теплопроводности изоляционного материала, Вт/(м·К).

Рассчитаем толщину тепловой изоляции для 1-го корпуса:

В качестве материала для тепловой изоляции выберем совелит (85 % магнезии + 15 % асбеста), имеющий коэффициент теплопроводности л_и=0,09 Вт/(м·К).[2]

Тогда получим:

Принимаем толщину тепловой изоляции 0,05 м и для других корпусов.[2]

Расчёт барометрического конденсатора

 

Для создания вакуума в выпарных установках обычно применяют конденсаторы смешения с барометрической трубой. В качестве охлаждающего агента используют воду, которая подаётся в конденсатор чаще всего при температуре окружающей среды (около 20 °С). Смесь охлаждающей воды и конденсатора выливается из конденсатора по барометрической трубе. Для поддержания постоянства вакуума в системе из конденсатора с помощью вакуум-насоса откачивают неконденсирующиеся газы.

Необходимо рассчитать расход охлаждающей воды, основные размеры (диаметр и высоту) барометрического конденсатора барометрической трубы, производительность вакуум-насоса.

Расход охлаждающей воды

 

Расход охлаждающей воды G_в определяют из теплового баланса конденсатора:

 

 (15)

 

где I_б.к - энтальпия паров в барометрическом конденсаторе, Дж/кг; t_н - начальная температура охлаждающей воды, °С; t_к - конечная температура смеси воды и конденсатора, °С.

Разность температур между паром и жидкостью на выходе из конденсатора должна быть 3 - 5 град. Поэтому конечную температуру воды t_к на выходе из конденсатора примем за 3 град ниже температуры конденсации паров:

 

Тогда

Диаметр конденсатора

 

Диаметр барометрического конденсатора d_б.к определяют из уравнения расхода:

 

 (16)

 

где с - плотность паров, кг/м ³; х - скорость паров, м/с.

При остаточном давлении в конденсаторе порядка 10⁴ Па скорость паров х = 15 - 25 м/с. Тогда

По нормалями [2] выбираем барометрический конденсатор диаметром d_б.к = 1200 мм.