Файл: Хордас, Г. С. Техническое кондиционирование воздуха и инертных газов на судах.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 14.10.2024
Просмотров: 77
Скачиваний: 0
основе равенства |
|
|
|
авКоИа<?г= К Р [aB(paGr + GI. - ^ ^ |
) - - G r ^ T= ^ ] , |
(36) |
|
откуда |
|
|
|
Кр = |
_____________ К о |
|
(37) |
|
1 + (ав — 1) dc —dA ’ |
|
|
|
авРа-Ю3 |
|
|
где ав — доля раствора |
концентрации |
Кв, поступающая на |
реге |
нерацию. |
|
|
|
При отборе раствора на регенерацию до абсорбера (см. рис. 98, б)
a0 K0fxaGr = КР (a 0paGr — |
|
(38) |
|||
и |
|
|
|
|
|
|
Кр |
. _ |
К о |
|
(39) |
|
dp—dA |
|
|||
|
|
|
а0Ца-103 |
|
|
Здесь а0 — доля |
раствора |
концентрации |
Ко. поступающая на |
||
регенерацию. |
|
|
|
|
|
Величины ав и а0 могут быть получены по формулам: |
|
||||
|
ав — Ц д б в К в . |
|
(40) |
||
|
|
ЦаОрКо ’ |
|
|
|
|
|
__ ^дбв |
|
(41) |
|
|
|
|
paGr |
|
|
где GB— массовый |
расход сухого воздуха десорбции, кг/с; прини |
||||
мают GB = (0,3-^0,35) G,.; |
|
мас |
|||
рд — коэффициент орошения |
при десорбции — отношение |
||||
сового расхода раствора, поступающего в десорбер, к мас |
|||||
совому расходу сухого воздуха десорбции. Коэффициент |
|||||
рд = ра — Для камер |
орошения и |
пленочных аппаратов |
|||
и рд = 3,0-г-3,5 — для |
циклонно-пенных аппаратов |
[11]. |
|||
Влагосодержание воздуха |
после десорбции воды из раствора |
||||
|
йд — dH + -q-Д- (dc —dA), |
|
(42) |
||
где dH — влагосодержание воздуха, подаваемого в десорбер (наруж ного, из внутренних помещений судна), г/кг.
Температуру раствора после регенерации его в десорбере выби рают таким образом, чтобы конечное давление водяных паров над раствором рр было больше парциального давления водяных паров рд в воздухе на выходе из десорбера не менее чем на 0,13—0,27 кПа
(1—2 мм рт. ст.) [69].
Построение процесса увлажнения воздуха при десорбции воды из раствора (линия НД) и определение температуры раствора Тп после подогревателя раствора — на входе в десорбер — производят
204
аналогично построению процесса осушения газовой смеси с учетом сохранения теплового баланса. При отборе раствора на регенерацию после абсорбера (см. рис. 98, а) баланс записывают в виде
|
GB(/д - |
/нО = 0,95 |
|
авраОгсл(Гп - ГР). |
(43) |
|||
При отборе раствора на регенерацию до абсорбера (см. рис. 98, б) |
||||||||
|
Ов(/д — 1н’) = |
0,95аора^гсл (Тп — Тр). |
(44) |
|||||
Подставив значения ав и а0 |
для |
обоих случаев из формул |
(40) и |
|||||
(41), получим |
|
|
|
|
|
т,к |
т,°с |
|
/ д — / Н' — 0,95рдсл (Гп — Гр). |
|
|||||||
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
(45) |
|
|
|
Здесь 0,95 — коэффициент, учи |
|
|
||||||
тывающий потери теплоты (деги |
|
|
||||||
дратацию и др.) [69]. Получен |
|
|
||||||
ное значение Гп не должно |
|
|
|
|||||
превышать |
температуру |
кипения |
|
|
|
|||
раствора |
при |
концентрации |
Кп |
|
|
|
||
(рис. 100). Удельную теплоем |
|
|
||||||
кость раствора сл принимают со |
|
|
||||||
гласно графику на рис. 99 при |
|
|
||||||
параметрах точки Р, что обеспе |
|
|
||||||
чивает достаточную точность рас |
Рис. 100. Температура кипения рас |
|||||||
четов. |
|
|
|
воздуха |
|
твора хлористого лития в зависимости |
||
/д, /н — энтальпия |
|
от концентрации (построено по данным |
||||||
в точках Д, Н '. |
|
в |
баке |
[69]). |
|
|||
Температуру |
раствора |
раствора (см. рис. 98, а) |
опре- |
|||||
ГБ для первой схемы циркуляции |
||||||||
деляют по уравнению |
|
|
|
|
|
|||
раСгслГБ = |
(1 - а в) М |
^ |
СлГв + ав ^ | К ° СлГР. |
(46) |
||||
Принимая без большой ошибки равенство удельных теплоем костей сл при температурах раствора Тв, ТБ и ТР и соответствующих концентрациях, получаем
Тъ = (1 — ав) |
Т’в + |
ав |
ТР. |
|
(47) |
|
Для второй схемы (см. рис. 98, б) |
|
|
|
|
||
(1 + ао) \lf i TcJlTi |
PaGrKo |
Сл ^ В |
+ аО fiaGrKo „ 7» . |
|
||
|
Кв |
|
|
Кр |
Cji1 р ’ |
(48) |
|
|
|
|
|
|
|
|
Ко |
Гр. |
|
(1 + ао) Т’б — |
Кв Тв + |
||
|
На кривые концентраций Ко и Кв наносят также точки Б' и В ' , отражающие перегрев раствора в насосах [37].
205
В связи со стабильностью исходных данных при расчетах систем инертных газов могут быть однозначно получены параметры про цессов абсорбции и десорбции при использовании для осушения раствора LiCl.
Параметры инертных газов на выходе из скруббера: Тс = 35° С, dc ----- 32,4 г/кг; /с = 118 кДж/кг. Температура забортной воды, подаваемой на охлаждение раствора, принимается равной -f-32°C. Циркуляция раствора, например на танкерах типа «Крым», принята по схеме рис. 98,6.
Температура раствора после охладителя должна быть на 4°С выше температуры охлаждающей забортной воды: Та — 32 -|- 4 = =-■-=36° С. Концентрацию раствора, подаваемого на абсорбер, при нимаем равной 43%. Влагосодержание газов, соответствующее
температуре точки росы -ф 13° С, |
составляет |
== 8,9 г/кг. |
При коэффициенте орошения |
ра = 2,5 (используется циклонно- |
|
пенный аппарат) согласно формуле (33) концентрация раствора после абсорбера
~ |
, 3 2 , 4 — 8 , 9 = 4 2 >6 % • |
1 |
~г “ 2 , 5 - Ю 3 |
На диаграмме приложения III производим построение линии процесса осушения газов СА и процесса абсорбции ОВ с тем, чтобы обеспечить равенство отрезков ОА' = А'.В и сохранить баланс по уравнению (35). При /А = 62,5 кДж/кг и 7В = 44,8° С эти условия
соблюдаются. |
Действительно, |
при |
сп — 2,64 кДж/(кг-°С) |
|
[0,63 ккал/(кг-°С) ], |
получаем |
1,05 (118 — 62,5)^2,5-2,64 X |
||
X (44,8 — 36); |
58,2 « |
58,1. |
|
|
Сходимость вполне достаточная. Разность парциальных давле
ний рА и рв составляет более 0,13 кПа (1 |
мм рт. |
ст.). |
|||||
Доля |
раствора, |
поступающая на регенерацию, |
по формуле (41) |
||||
(при рд = 3,0 для |
циклонно-пенных аппаратов) |
|
|||||
|
|
а0 = |
||- 0 ,3 5 = |
0,42. |
|
||
Тогда |
концентрация |
раствора после десорбера |
по формуле (39) |
||||
|
|
= |
~ |
3 2 , 4 — 8 , 9 |
= |
4 4 ° ^ ’ |
|
|
|
|
1 |
0 , 4 2 - 2 , 5 - 103 |
|
|
|
Влагосодержание воздуха после десорбции по формуле (42) с уче том формулы (41) при dH = 24 г/кг (температура наружного воз духа Тн = 32° С и относительная влажность 8 %)
dA = 2* + 0Д5 (3 2 >4 - 8 -9) = 9 1 -2 г/кг.
По диаграмме приложения IV рд = 12,3 кПа (93 мм рт. ст.). Принимаем рр = 12,7 кПа (95 мм рт. ст.).*На пересечении линий рр и КР получаем точку Р с температурой ТР = 89° С.
206
Из точки Н, приняв 7V — Тн = 3° С [61 ], на разномасштабных диаграммах приложения IV строим линии процесса увлажнения воздуха НД и процесса десорбции ПР с учетом равенства отрез
ков ПД' |
и Д 'Р и сохранения баланса по уравнению (44). В резуль |
||||
тате построения |
получаем Тп — 114,5° С и Гд — 57° С. |
||||
При |
сл = 2,76 |
кДж/(кг-°С) |
[(0,66 |
ккал/(кг • °С)] сохраняется |
|
равенство (44): |
= 0,95-0,42-2,5-2,76 (114,5 — 89); 70,2 = 70,2. |
||||
0,35 (298 — 97) |
|||||
Температура раствора в баке ТГуопределяется по уравнению (48) |
|||||
|
(1 |
! |
0,42) 77, = ^ . 4 |
4 ,8 |
0,42 i | - 89; |
Тв = 57,5° С.
Полученные с помощью диаграмм Id параметры процессов кон денсации воды в поверхностных аппаратах, адсорбции, абсорбции и десорбции позволяют определить нагрузки тепло- и массообменных аппаратов (адсорберов, абсорберов, десорберов, подогревателей и охладителей газовых смесей и раствора), температурные напоры, перепады парциональных давлений водяного пара и другие данные, на основе которых производится подбор аппаратов и механизмов или выдается задание на их проектирование.
Следует иметь в виду, что если в системах инертных газов пара метры точки О' (см. рис. 96) или А (см. рис. 98) отражают состояние осушенных газов перед входом в грузовые цистерны, то в системах технического кондиционирования воздуха, где осуществляется ре циркуляция и подмешивание обработанного воздуха, параметры воздуха на входе в грузовое помещение должны быть в процессе тепловлажностного расчета определены. Предлагаемые выше методы графоаналитического определения параметров адсорбции и абсорбции особенно хорошо сочетаются с разработанными В. А. Загоруйко и Ю. И. Кривошеиным методами графического решения задач. Эти задачи связаны с выбором режимов работы систем технического кон диционирования воздуха судов, перевозящих грузы, к сохранению которых предъявляются повышенные требования [22]. Выполненные исследования позволили указанным авторам построить диаграммы Id, на которые нанесены кривые приведенного влагосодержания Wnp
для |
некоторых |
гигроскопических материалов — древесноволокни |
||
стых материалов, риса, пшеницы, кофе, ржи и ячменя |
(рис. |
101). |
||
|
Приведенное |
влагосодержание определяется уравнением |
|
|
|
|
Г,ч, = - ^ ЮО, |
|
(49) |
где |
U — влагосодержание груза, кг воды/кг сухой массы; |
тем |
||
|
U0 — равновесное влагосодержание данного груза |
при |
||
|
пературе 0° С и ср = 100%, кг воды/кг сухой массы. |
|
||
|
Как известно, под равновесным влагосодержанием груза понимают |
|||
такое содержание воды в нем, когда парциальные давления паров воды на поверхности груза и в окружающем его воздухе равны. В этом
2 0 7