Конденсаторы смешения. В конденсаторах смешения охлаждающая вода приходит в непосредственное соприкосновение с паром. Эти кон­денсаторы делятся на работающие по принципу противотока (фиг. 214, а) и с параллельным течением воды и пара (фиг. 214, б).

В противоточных конденсаторах этой группы пар с находящимся в нем воздухом поступают в нижнюю часть конденсатора, а сверху навстречу ему движется распыленная охлаждающая вода. В результате смешения холодная вода интенсивно отводит тепло от пара и тем самым вызывает его полную конденсацию. Так как удельный объем жидкости значительно меньше удельного объема пара, то давление внутри закрыв той системы сильно понижается и становится ниже атмосферного, т. е. образуется вакуум. Смесь конденсата и нагревшейся воды стекает вниз по спускной трубе. Воздух отсасывается из самой высокой точки кон­денсатора, где температура наименьшая, а плотность, воздуха наиболь­шая, следовательно, можно поставить меньший насос и иметь некото­рую экономию в расходе энергии на конденсационную установку. Более низкая температура в верхней части конденсатора получается от того, что пар, поднимаясь вверх, встречает все новые, более холодные пор­ции воды. Уменьшение температуры вызывает уменьшение парциального давления пара и соответственное увеличение парциального давления воздуха и его плотности.

В конденсаторах смешения с параллельным течением воды и пара охлаждающая вода всасывается в разреженное пространство конденса­тора через большое число мелких отверстий всасывающей трубы в виде тонких струек, пронизывающих все пространство конденсатора. Смесь воды, пара и воздуха отсасывается мокро-воздушным насосом.

Количество воды, необходимое для конденсации 1 кг пара, т. е. кратность охлаждения, определяется по формуле

.г £

п — —^ кгікг, (580)

‘в

где /,'j — теплосодержание отработавшего пара перед конденсатором в ккал/кг;

td — температура смеси конденсата и охлаждающей воды, отсасы^ ваемой из конденсатора, в °С;

te — температура охлаждающей воды, вводимой в конденсатор, в * G.

Количество охлаждаемой воды зависит от ее температуры и мого вакуума и колеблется в пределах 25—60 кг на 1 кг пара Преимущество конденсации смешением состоит в компакты оборудования, в простоте обслуживания и в меньшей затрате

Конденсаторы шения нашли себе менение в средних ц крупных стационарных локомобильных уста­новках.

Мокро-воздушный насос является одной из основных частей смешивающей конден­сационной установки. Мокро-воздушным насос называется потому, что он отсасывает одновременно теплую смесь воды, пара и содер­жащегося в них воздуха. Рассмотрим конструкцию и устройство мокро-воздушного насоса локомобиля СК-125 (фиг. 215). Насос состоит
из чугунного корпуса 1, поршня 2, приводимого в движение одновре­менно с плунжером питательного насоса от общего эксцентрика, наса­женного на вал паровой машины, нагнетательных клапанов 3, воз­душного колпака н сливной трубы. Вместо всасывающих клапанов, имевшихся в старых конструкциях, в цилиндрической втулке корпуса насоса сделаны окна 4, которые при движении поршня вниз открываются для поступления воды в насос. В теле поршня имеются канавки 5, заполняемые во время работы водой. Роль этих канавок, как и поршне­вых колец, заключается в обеспечении плотности поршня во время работы насоса. Уплотнительным материалом служит сама вода.

Определим часовую производительность мокро-воздушного насоса локомобиля марки СК-125.

Исходные данные:

1) давление пара перед конденсатором рц = 0,125 ата;

2) температура пара перед конденсатором t-a = 50° С;

3) теплосодержание пара перед конденсатором /' = 614 ккал/кг-,

4) удельный эффективный расход пара машиной de = 5,5 кг/л. с. ч.;

5) эффективная мощность машины при номинальной нагрузке Ne = = 125 л. с.;

6) температура охлаждающей воды tB = 30° С;

7) температура отсасываемой смеси td = 40°Q,.

Количество охлаждающей воды на 1 кг пара определится по урав­нению (580):

часовой расход пара машиной равен

D = de-Ne — 5,5-125 = 687,5 кг/час. Часовой расход воды составит

W = 687,5 ■ 57,4 = 39 463 кг/час.

Считая, что в воде растворено 2°/0 воздуха, количество его в воде будет равно

= 0,789 м3/час.

Количество воздуха, проникающее в систему с паром, зависит от количества пара и длины паропровода и определяется по формуле

У я = Шй Л®/час> (581>

где jj. = 1,8 + 0,01 /; і — длина паропровода в м.

Для рассматриваемого примера при I — 3 м

I* = 1,8 + 0,01 -3 = 0,183,

и количество воздуха, проникшего с паром, равно

V — lx D — !’83-687,5 j 258 мз, час 1000 й м/час.

Общий объем воздуха, приведенный к 0°С и 760 мм рт. ст., со­ставляет

V = V0 + Vn = 0,789 + 1,258 = 2,047 м3/час.

Но так как давление в конденсаторе равно 0,125 ата и этому да­влению соответствует температура насыщенного пара 50° С, а темпера­туре смеси и насыщенного пара, равной 40° С, соответствует абсолютное парциаль­ное давление пара 0,075 ата, то пар­циальное давление воздуха будет равно

рв = 0,125 — 0,075 = 0,05 ата,

тогда действительный объем воздуха, по­падающего в конденсатор, составит

^ = ^w-40’94 м*/™с-

Часовая производительность мокро­воздушного насоса равна

V/ і W+D = в + 1000

+ 304^637, = 81j09 ~ 81 М3/час

При работе с охлаждающей водой, имеющей температуру ниже 30° С, в конденсаторе установится вакуум глубже расчетного.

Поверхностные конденсаторы применяют в случае отсутствия до­статочного количества чистой и пресной воды, пригодной для питания котлов, используя для этой цели конденсат отработавшего пара.

В поверхностных конденсаторах охлаждающая вода протекает через тонкие трубки, омываемые снаружи отработавшим паром. Передача тепла происходит через металлическую стенку. Схема поверхностного конденсатора показана на фиг. 216.

Охлаждающая вода обычно подается в конденсатор центробежным насосом. Воздух отсасывается специальным воздушным насосом либо вместе с конденсатом мокро-воздушным насосом.

Количество охлаждающей воды для поверхностного конденсатора определяется аналогичным образом, как и для конденсатора смешения, по уравнению

где tK0H — температура конденсата в а С.

В поверхностном конденсаторе температура конденсата всегда выше температуры уходящей охлаждающей воды. При расчете конденсатора обычно принимают

На фиг. 217 показана схема конденсационного устройства локомо­биля типа СК. Отработавший пар из машины по трубе 1 поступает в трубчатый водоподогреватель 2, в котором часть своей теплоты отдает питательной воде, протекающей по трубкам 3, при этом часть пара конденсируется и стекает вниз.

Несконденсировавшийся пар и конденсат через запорный вентиль 4 поступают в конденсатор 5, в котором пар, встречая на своем пути струи выходящей через отверстия труб 6 воды, конденсируется. Смесь пара, воздуха и теплой воды по трубе 7 через окна во втулке мокро-воздушного насоса, которые открываются при опускании вни& поршня 14, поступает в цилиндр насоса 8. При поднятии поршня вверх смесь выталкивается через нагнетательные клапаны 15 в сливную трубу 9. Для предотвращения водяных ударов между насосом и сливной трубой помещен воздушный колпак 10. Питательная вода в трубки водоподо- гревателя нагнетается питательным насосом 13 ив подогретом виде по­дается в котел.

При переходе на работу с выхлопом пара в атмосферу вентиль 4 закрывают. Давление пара откроет тогда самозапорный выхлопной клапан 11 с противовесом 12.

РАЗДЕЛ ЧЕТВЕРТЫЙ