Схема брометрического конденсатора приведена на рис. 4.

Расход воды на полную конденсацию насыщенного пара в однокорпусном конденсаторе рассчитывают по формуле:

,                   (1.26)

где W_n – количество конденсирующегося пара, поступающего из последнего корпуса выпарной установки,

i – энтальпия пара, Дж/кг,

t _вх.к. и t _вых.к. – начальная и конечная температуры воды, ºС;

с_в – теплоемкость воды, кДж/кг × К.

Диаметр корпуса конденсатора определяют по известному объему пара при рабочем давлении в конденсаторе и скорости движения пара в свободном сечении корпуса 18 – 22 м/с.

Рис. 4.  Схема барометрического конденсатора

Пренебрегая изменением общего количества воды и конденсата, стекающих по полкам конденсатора, необходимое число степеней процесса можно рассчитать по формуле:

,                               (1.27)

где t _в.1 – температура воды на выходе из первой полки, ее можно определить из уравнения

                 (1.28)

где d _э – эквивалентный диаметр плоской струи, м, который определяют по формуле

,

где b и δ – ширина и толщина струи, м,

ω_н – скорость истечения струи, м/с, определяют по формуле

,

W _конд – расход воды на конденсацию, м³/с,

h _в – высота слоя воды на полке конденсатора, м,

ρ_в – плотность воды, кг/м³.

Высоту барометрической трубы рассчитывают по формуле

,        (1.29)

где P _разр – разряжение в конденсаторе (P _разр =Р_атм-Р_конд), кПа;

Р_атм – атмосферное давление, кПа;

ω_б.в. – скорость барометрической воды (0,3 ¸ 0,5 м/с);

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.

Внутренний диаметр барометрической трубы определяют по формуле

,                                        (1.30)

где W ₂ и W _конд – количество пара и воды, кг/с,

ρ_в – плотность барометрической воды, кг/м³.

Количество воздуха, откачиваемого из конденсатора вакуум-насосом, определяется по эмпирической формуле:

 .                            (1.31)

Объем этого воздуха вычисляют по формуле:

 ,                                 (1.32)

где  t _возд – температура воздуха, ºС,

;

Р_возд– парциальное давление воздуха, Па,

Р_возд=Р_конд-Р_парц,

где  Р_конд – абсолютное давление в конденсаторе, Па,

Р_парц – парциальное давление водяного пара при температуре воздуха t _возд, Па, определяется по таблице П.5.2., П.8.1 или на диаграмме Рамзина,  приложение 9.

1.4. Пример выполнения и оформления расчетов выпарной установки.

Задача:  Рассчитать двухкорпусную выпарную установку непрерывного действия  для  сгущения   томатной  массы в количестве G =1,5 кг/с от x _н = 5 % до x _к = 20 %. Масса поступает на выпаривание подогретой до температуры кипения. Давление пара, греющего I корпус, p _г.п. = 0,13 МПа, остаточное давление вторичного пара, поступающего в барометрический конденсатор, p _вт.п. = 12 кПа. Диаметр медных трубок греющей камеры принять 33 х 1,5 мм.