Kao inženjeri, uvijek pomičemo granice mogućeg i tražimo nove načine za rješavanje teških problema.
Kondenzator, koji uklanja dodatnu toplinu iz sustava, jedan je od najvažnijih dijelova svakog industrijskog procesa.
Postoji mnogo različitih vrsta kondenzatora, ali barometarski kondenzator ističe se kao snažan i učinkovit izbor.
U ovom ćemo članku promotriti fascinantan svijet barometarskih kondenzatora i ući u detalje o prednostima, upotrebi i osnovnim idejama koje ih čine važnim alatom za svakog inženjera.
Stoga se pripremite istražiti vrhunsku industrijsku tehnologiju s nama!
Uvod u barometarski kondenzator
Formalna definicija:
Kontaktni kondenzator koji koristi dugu, okomitu cijev u koju teku kondenzat i rashladna tekućina kako bi se postiglo njihovo uklanjanje pritiskom stvorenim na donjem kraju cijevi.
Vakuumski stroj treba barometarski kondenzator kako bi se oslobodio zraka, ispušne pare i drugih para.
Uređaj je napravljen da hladi i kondenzira dolazne pare dok istovremeno snižava tlak plinova koji su već prisutni.
Protutok i paralelni tok dvije su glavne vrste barometarskih kondenzatora.
Vrste barometarskih kondenzatora
- Višemlazni barometarski kondenzator.
Najjednostavniji i najisplativiji dizajn je višemlazni barometarski kondenzator.
Ne treba posebnu pumpu za zrak ili predhladnjak i često se koristi na mjestima gdje ima puno jeftine vode.
Barometarski kondenzator s višestrukim raspršivačima.
Barometarski kondenzator s više raspršivača vuče tvari koje se ne kondenziraju u predhladnjak kroz komoru za usisavanje zraka.
Kada voda izlazi iz mlaznice za raspršivanje, ona hladi mješavinu zraka i pare i čini da se gotovo sva para kondenzira.
Ostatak smjese koja ide u zračnu pumpu ima približno istu temperaturu kao voda za prskanje.
To znači da zračna pumpa ne može ukloniti toliko kondenziranih para.
- Barometarski protustrujni kondenzator.
Barometarski protustrujni kondenzatori koriste se kada nema dovoljno vode ili kada ima previše nekondenzirajućih te je potrebna posebna vakuumska pumpa.
Uvjeti u tom području također mogu zahtijevati bočni ulaz pare.
Komponente barometarskog kondenzatora
Barometarski kondenzator ima tijelo i mlaznicu za vodu koja se uvrće u tijelo.
Mlaznica za vodu može prskati ili mlazati vodu.
Voda ulazi kroz dva otvora i izlazi kroz jedan izlaz, dok para ulazi kroz treći otvor i izlazi kroz drugi izlaz.
Barometarska noga
Barometarski krak je odvod kondenzata koji se sastoji od kraka cijevi između predkondenzatora i vrućeg bunara.
Kondenzatori s izravnim kontaktom, koji se također nazivaju predkondenzatori, često se nazivaju barometarski kondenzatori jer kondenzat obično otječe kroz barometarski krak.
Predkondenzatori mogu vratiti vrijedne ugljikovodike ili vodu, a oboje se često koriste u sljedećim koracima prerade nafte i plina.
Također bi mogli omogućiti izradu manjih vakuumskih pumpi, što bi uštedjelo novac i energiju.
Revolucionirajte svoje industrijsko hlađenje s barometarskim kondenzatorom
Još uvijek je teško razumjeti? Da malo promijenim gledište:
Muka vam je od korištenja stare, neučinkovite tehnologije kako biste pokušali ohladiti svoje industrijske procese? Želite li rješenje koje je jednostavno za korištenje i radi vrlo dobro?
Pa, imate sreće jer ćemo danas govoriti o novom revolucionarnom izumu koji mijenja igru kada je u pitanju industrijsko hlađenje: barometarskom kondenzatoru.
Da, tako je, zaboravite na sve one otmjene rashladne sustave visoke tehnologije koji zahtijevaju puno održavanja i koje je teško postaviti.
Sve što trebate je duga, okomita cijev i stari dobri atmosferski tlak da obavite posao.
Kad imate barometarski kondenzator, kome treba komplicirana tehnologija?
U redu, to je bila samo šala napravljena da izgleda kao TV reklama.
Sada se vratimo na objašnjenje.
Principi rada barometarskog kondenzatora
Barometarski kondenzator je kontaktni kondenzator koji koristi dugu, okomitu cijev u koju teku kondenzat i rashladna tekućina.
Tlak na donjem kraju cijevi tjera kondenzat i rashladnu tekućinu iz cijevi.
U ovom odjeljku će se detaljnije raspravljati o principima rada barometarskog kondenzatora.
Diferencijalni i statički glavni tlak
Tlak na dnu okomite cijevi tjera kondenzat i rashladnu tekućinu iz barometarskog kondenzatora.
To je zato što je statički pritisak kondenzata jači od bilo koje razlike u tlaku.
Cijev između kondenzatora i prijamnog spremnika naziva se "barometarska noga" i mora biti ispravno izgrađena ili će naštetiti performansama.
Visina ispušne cijevi i odvod
Ispušna cijev barometrijske noge trebala bi biti barem dovoljno visoka da sustav može povući čisti vakuum, a voda i kondenzat mogu slobodno otjecati.
Budući da kondenzat otječe zbog gravitacije, mora biti dovoljno visok da ne dospije u područja s visokim tlakom.
Dakle, važno je odabrati ispravnu visinu ispušne cijevi kako biste bili sigurni da dobro istječe i da ne gubi na performansama.
Prednosti i nedostaci barometarskog kondenzatora
Barometarski kondenzatori su vrsta parnog kondenzatora koji koristi gravitaciju umjesto pumpe za slanje ubrizgane vode iz ispušne cijevi.
U ovom odjeljku govorit ćemo o prednostima i nedostacima korištenja barometarskog kondenzatora.
Prednosti
- Otpornost na poplavu: barometarski kondenzatori ne mogu poplaviti ako su napunjeni ili ako tekućina uđe u njih.
- Kraći vodovi ispušne pare: barometarski kondenzatori omogućuju kraće vodove ispušne pare, što smanjuje prve troškove i smanjuje mogućnost curenja.
- Lako održavanje: Nema pokretnih dijelova, pa je održavanje jednostavno, a kondenzator ne zauzima puno prostora.
Nedostaci
- Raspon radne temperature: Protustrujni barometarski kondenzator može raditi s razlikama od 3 do 5°F između temperature otpadne vode i temperature rosišta pare. To znači da možda neće raditi tako dobro kao drugi kondenzatori pare.
- Ponovna uporaba kondenzata: Budući da se rashladna voda i kondenzat ispuštaju u isti tok, kondenzat se ne može ponovno koristiti.
Usporedba s drugim kondenzatorima pare
- Jet kondenzatori: Jet kondenzatori se lako sastavljaju, ne koštaju mnogo za instaliranje ili održavanje i zauzimaju manje prostora od površinskih kondenzatora.
Međutim, oni nisu prikladni za postrojenja velikog kapaciteta, troše više kondenzata od drugih vrsta parnih kondenzatora i zahtijevaju veliku snagu za njihovu zračnu pumpu.
- Površinski kondenzatori: Početni troškovi za površinske kondenzatore viši su nego za druge vrste parnih kondenzatora, ali njihovo održavanje košta manje.
Oni stvaraju kondenziranu vodu bez nečistoća i mogu se vratiti u sustav.
Može se koristiti čak i voda koja nije baš dobra za hlađenje jer se ne miješa s kondenziranom vodom.
Djeluju dobro za velike biljke i pomažu biljkama da rade učinkovitije.
Vrste barometarskog kondenzatora
Protustrujni i paralelni kondenzatori
Postoje dvije glavne vrste barometarskih kondenzatora: protustrujni i paralelni tok.
Protustrujni kondenzatori su konstruirani tako da para i kondenzacijski fluid teku u suprotnim smjerovima, dok su kondenzatori s paralelnim protokom konstruirani tako da para i kondenzacijski fluid teku u istom smjeru.
(Pret)kondenzatori s izravnim kontaktom
Kondenzatori s izravnim kontaktom, koji se također nazivaju predkondenzatori, često se nazivaju barometarski kondenzatori jer kondenzat obično otječe kroz barometarski krak.
Krak cijevi između predkondenzatora i vrućeg bunara čini barometarski krak, koji je odvod kondenzata.
Kondenzat otječe gravitacijom kroz nogu i u vrući bunar, gdje se skuplja.
Schutte & Koerting barometarski kondenzatori
Schutte & Koerting proizvodi višemlazne barometrijske kondenzatore koji ne trebaju dodatnu zračnu pumpu ili predhladnjak.
To ih čini savršenima za situacije u kojima je opterećenje uvijek isto.
Oni također proizvode barometarske protustrujne kondenzatore, koji se ne miču i ne zahtijevaju puno održavanja.
Ove vrste barometarskog kondenzatora koriste se tamo gdje je opskrba vodom ograničena ili kada prekomjerna količina nekondenzirajućeg materijala zahtijeva upotrebu posebne vakuumske pumpe.
Čimbenici koji utječu na rad barometarskog kondenzatora
U daljnjoj preradi nafte i plina, na primjer, barometarski kondenzatori koriste se za hlađenje ulaznih para i njihovo manje zagrijavanje kako bi se mogle kondenzirati.
Da biste izvukli maksimum iz njih, trebali biste razmisliti o nizu stvari, kao što su:
- Temperatura, brzina protoka i porast temperature rashladne vode:
Temperatura i brzina protoka rashladne vode imaju izravan učinak na to koliko dobro radi barometarski kondenzator.
Veći protok rashladne vode može povećati brzinu prijenosa topline, što zauzvrat čini kondenzator boljim radom.
- Opterećenje koje se ne kondenzira i koje se kondenzira:
Kada se plinovi koji se ne mogu kondenzirati, poput zraka, nalaze u kondenzatoru, oni ga mogu učiniti manje učinkovitim smanjenjem područja na koje se toplina može prenijeti.
Na isti način, visoka koncentracija plinova koji se mogu kondenzirati, poput pare, također može otežati rad kondenzatora.
- Obraštaj:
Kada se naslage nakupe na površinama za prijenos topline kondenzatora, efektivno područje prijenosa topline postaje manje.
To čini kondenzator manje učinkovitim.
Do obrastanja može doći zbog kamenca, korozije ili rasta organizama.
- Kvaliteta pare:
Na učinkovitost kondenzatora može utjecati kvaliteta pare koja ulazi u njega.
Ako para nije dobra, na primjer ako je mokra, može usporiti prijenos topline i učiniti kondenzator manje učinkovitim.
- Opskrba rashladnom vodom i pad tlaka:
Koliko dobro radi kondenzator može ovisiti o tome koliko vode za hlađenje je dostupno i koliki je pritisak.
Ako nema dovoljno vode za hlađenje ili ako tlak previše padne, to može usporiti brzinu prijenosa topline i učiniti kondenzator manje učinkovitim.
Na hladnim mjestima, recirkulirajuća odvodna voda kondenzatora može se smrznuti i oštetiti stroj.
Zaštita od smrzavanja može se osigurati postavljanjem grijača vode u svaki kondenzator.
- Obrada vode:
Obradom vode može se smanjiti količina otopljenih krutih tvari i drugih kemikalija u vodi za hlađenje.
To može usporiti brzinu uzimanja vode iz kondenzatora.
- Kondenzatori koji se hlade zrakom:
U hladnim klimatskim uvjetima mogu se koristiti zrakom hlađeni kondenzatori kako bi se spriječilo smrzavanje odvodne vode.
- Tlak kondenzatora:
Na to koliko dobro radi kondenzator može utjecati pritisak u njemu.
Kada je tlak nizak, vrelište vode u kondenzatoru može pasti, što kondenzator čini manje učinkovitim.
- Dotrajala oprema:
Za bolji rad kondenzatora potrebno je zamijeniti korodirane ili istrošene dijelove.
Razmatranja dizajna
Barometarski kondenzator najbolje radi kada je barometarski krak, koji je u osnovi odvod kondenzata, napravljen na određeni način.
Ispušna cijev barometarske noge trebala bi biti ravna prema gore i dolje, bez savijanja u stranu, tako da kondenzacija može pravilno otjecati.
Kada mjehurići zapnu u ispušnim cijevima, toplim jažinama ili plutajućim zamkama, mogu napraviti mnogo štete na opremi, poput rasparanja lopatica turbine.
Kako bi se osiguralo dobro strujanje tekućine, promjene smjera barometarskog kraka trebale bi biti udaljene najmanje pet promjera cijevi ili četiri stope.
Multi-Spray Barometric Condenser radi dobro jer ima paralelni protok i nema pokretnih dijelova u vakuumskoj komori.
To znači da ga ne treba tako često popravljati kao opremu s pokretnim dijelovima.
Odabir barometarskog kondenzatora za određenu primjenu
Kako biste odabrali pravi barometarski kondenzator za određenu primjenu, morate razmisliti o nizu stvari.
Da biste odabrali najbolji kondenzator, morate razmisliti o vrsti tekućine ili plina koji se kondenzira, njegovom volumenu i temperaturi, koliko želite da bude učinkovit i koliko prostora i novca imate.
Potrebno je pažljivo razmotriti specifične potrebe aplikacije i zahtjeve izvedbe.
Razmatranja temperature
Prilikom odabira barometarskog kondenzatora morate razmišljati o ulaznoj i izlaznoj temperaturi tekućine ili plina koji se kondenzira, kao io temperaturi prostorije u kojoj će se kondenzator postaviti.
Ove informacije će se koristiti za određivanje snage hlađenja koja je potrebna kondenzatoru.
Odabir rashladnog sredstva za HVAC aplikacije
U HVAC sustavima mora se odabrati rashladno sredstvo koje će se koristiti.
Postoji mnogo različitih vrsta rashladnih sredstava, a većina njih ima brojčane nazive koji se temelje na ASHRAE oznakama rashladnih sredstava.
Učinak rashladnog sredstva uglavnom je određen njegovim koeficijentom učinka (COP), koji je omjer količine topline odvedene iz prostora koji se hladi i količine rada potrebnog za odvođenje te topline.
Cjevovod za vakuumske sustave
Kada birate barometarski kondenzator, važno je odabrati onaj s pravim cijevima za vakuumske sustave.
Barometarski tlak na mjestu postavljanja i očekivani pad tlaka na kondenzatoru trebaju se koristiti za određivanje visine barometarskog kraka.
Cijev između kondenzatora i prijemnog spremnika naziva se "barometarska noga" i mora biti dovoljno visoka da spriječi ulazak kondenzacije u vakuumsku pumpu ili kompresor.
Ako barometarske noge nisu pravilno napravljene, kondenzator također neće raditi.
Numerička analiza
Pravi barometarski kondenzator može se odabrati uz pomoć numeričke analize.
Računalno modeliranje može pomoći da kondenzator bude što učinkovitiji i učinkovitiji.
Također se može koristiti za simulaciju različitih radnih uvjeta i vidjeti kako različiti projektirani parametri utječu na sustav.
Savjetovanje s kvalificiranim inženjerom
Općenito, odabir pravog barometarskog kondenzatora za određenu primjenu zahtijeva pažljivo razmišljanje o brojnim stvarima, kao što su temperatura, volumen tekućine ili plina, učinkovitost te prostorna i proračunska ograničenja.
Razgovor s kvalificiranim inženjerom ili proizvođačem kondenzatora može pomoći pri odabiru pravog kondenzatora za posao.
Primjena barometarskog kondenzatora u industriji
Barometarski kondenzatori koriste se u mnogim različitim industrijama jer su isplativ način da se riješite zraka, ispušne pare i drugih para iz vakuumske opreme.
Pogledajmo nekoliko područja u kojima se često koriste barometarski kondenzatori.
Industrija hrane
Barometarski kondenzatori koriste se za obradu ulja, mlijeka i druge hrane u prehrambenoj industriji.
Oni su vrlo važni za uklanjanje neželjenih plinova koji bi mogli naštetiti kvaliteti hrane.
Industrija prerade šećera
Od prije gotovo 100 godina, barometarski kondenzatori se koriste za obradu šećera.
Koriste se za uklanjanje zraka i drugih plinova u vakuumskim posudama, što pomaže kuhanju šećera.
Tvornice i destilerije alkohola
U tvornicama alkohola i destilerijama, barometarski kondenzatori se koriste za uklanjanje zraka i drugih plinova iz procesa destilacije.
Time se osigurava da je proizvedeni alkohol čist i dobre kvalitete.
Tvornice celuloze i papira
Barometarski kondenzatori koriste se u industriji celuloze i papira za odvod zraka i drugih plinova iz vakuumskih sustava koji se koriste za odvodnju celuloze.
Rafinerije nafte
U rafinerijama nafte zrak i drugi plinovi odvode se iz sustava vakuumske destilacije uz pomoć barometarskih kondenzatora.
Time se osigurava da je proizvedeno ulje visoke kvalitete i čistoće.
Pogoni za proizvodnju soli
U tvornicama koje proizvode sol, barometarski kondenzatori se koriste za uklanjanje zraka i drugih plinova iz vakuumskih sustava koji isparavaju slanu vodu.
Kemijska postrojenja
Različite vrste kemijskih postrojenja također koriste barometarske kondenzatore.
Koriste se za uklanjanje plinova koji ne pripadaju vakuumskim sustavima koji se koriste u različitim kemijskim procesima.
Barometrijske noge i sustavi ejektora
Barometarski kondenzatori ne mogu raditi bez barometarskih nogu.
Napravljene su da zaštite kondenzator od poplave.
Vrsta kondenzata koji se odvodi trebala bi se koristiti kako bi se odlučilo koliko bi barometarski krak trebao biti visok.
Na primjer, potreban je barometarski izračun visine nogu kako bi se osiguralo da pogrešna pretpostavka ne uzrokuje loš rad postrojenja.
Barometarski kondenzatori također se mogu koristiti kao dio sustava ejektora za poboljšanje performansi prinosa teškog vakuumskog plinskog ulja sirove vakuumske jedinice (HVGO).
Kondenzator hladi i kondenzira pare koje ulaze, što omogućuje bolji rad ejektorskog sustava.
Ukratko, barometarski kondenzatori se koriste u mnogim različitim industrijama jer su isplativ način da se riješite zraka, ispušne pare i drugih para iz vakuumske opreme.
Oni su važan dio prehrambene industrije, tvornica i destilerija za rafiniranje šećera, alkoholnih pića, tvornica celuloze i papira, rafinerija nafte, tvornica soli i mnogih drugih vrsta kemijskih postrojenja.
Svrha barometarskih nogu je spriječiti preplavljivanje kondenzatora i trebaju biti odgovarajuće visine za dobar rad.
Usporedba učinkovitosti i cijene s drugim vrstama kondenzatora
Barometarski kondenzatori su kondenzatori s izravnim kontaktom koji se koriste u mnogim industrijama za uklanjanje zraka, ispušne pare i drugih para iz vakuumske opreme.
Oni nemaju pokretnih dijelova u vakuumskoj komori, što smanjuje vrijeme zastoja koje dolazi s opremom koja ima.
Postoje različite vrste barometarskih kondenzatora, poput višemlaznih barometarskih kondenzatora, višemlaznih barometarskih kondenzatora tipa raspršivanja, višemlaznih barometarskih kondenzatora i barometarskih protustrujnih kondenzatora.
Kad je riječ o tome koliko dobro rade i koliko koštaju, među različitim vrstama kondenzatora nema jasnog pobjednika.
Ovisno o situaciji, svaku vrstu kondenzatora treba koristiti na pravi način.
Kondenzatori hlađeni zrakom
Zračno hlađene kondenzatore lakše je izgraditi od vodeno hlađenih, ali oni ne prenose toplinu tako brzo jer zrak ima niži koeficijent izmjene od vode.
Većinu vremena ove vrste kondenzatora koriste se na mjestima gdje je teško doći do vode ili gdje ljudi žele štedjeti vodu.
Zrakom hlađeni sustavi, s druge strane, troše puno energije, stvaraju mnogo buke i zauzimaju puno prostora.
Vodeno hlađeni kondenzatori
Vodeno hlađeni sustavi prenose toplinu brže od zraka hlađenih sustava, ali ih je teže dizajnirati jer morate razmišljati o tome kako kontrolirati protok vode i zaustaviti koroziju.
Vodeno hlađeni kondenzatori često se koriste u velikim industrijskim postavkama jer dobro rade i mogu ohladiti mnogo topline.
No potrebna im je stalna opskrba vodom za hlađenje i pravi način obrade vode kako se ne bi zaprljali, kamenac i hrđali.
U zaključku, barometarski kondenzatori su brz i jeftin način da se riješite zraka, ispušne pare i drugih para iz vakuumske opreme.
Što se tiče odabira vrste kondenzatora, ne postoji jednoznačan odgovor.
Umjesto toga, svaku vrstu treba odabrati na temelju specifičnih potreba aplikacije.
Stvari o kojima treba razmišljati su dostupnost rashladne vode, njezina učinkovitost, cijena, otisak, potrošnja energije, razina buke i očuvanje vode.
Razgovor s kvalificiranim inženjerom ili proizvođačem kondenzatora može pomoći pri odabiru pravog kondenzatora za posao.
Materijali korišteni za konstrukciju barometarskog kondenzatora
Barometarski kondenzatori koriste se za čišćenje vakuumske opreme od zraka i drugih para.
Imaju dva glavna dijela: tijelo školjke i raspršivač(e).
Barometarski kondenzatori se sastoje od niza različitih stvari, kao što su:
- Lijev od željeza.
- Ugljični čelik.
- Plastika sa staklenim vlaknima u sebi.
- Haveg.
- Grafit.
- Sve zavarljive legure.
Odabir materijala
Izbor materijala za barometarski kondenzator ovisi o nizu stvari, kao što je vrsta rashladne tekućine koja se koristi u hlađenju ili dostupnost vode.
Kontaktni kondenzatori često su izrađeni od ugljičnog čelika, dok su izmjenjivači topline obično izrađeni od bakra, mesinga, aluminija ili nehrđajućeg čelika.
Neke od stvari koje utječu na izbor materijala su količina materijala koji se ne kondenziraju i količina vode koja je dostupna.
Ako je na raspolaganju mnogo jeftine vode, barometarski kondenzator je najbolji izbor jer ima najjednostavniji dizajn i ne treba nikakvu dodatnu opremu.
Kada je voda za hlađenje oštra ili postoji mogućnost korozije, može se koristiti plastika ojačana staklenim vlaknima i drugi materijali koji ne hrđaju.
Zaključak
Zaključno, barometarski kondenzator je nevjerojatan komad inženjerstva koji je promijenio način na koji radimo stvari u industrijskom svijetu.
Korištenjem snage atmosferskog tlaka, možemo napraviti vrlo učinkovit i djelotvoran rashladni sustav koji se može mijenjati kako bi odgovarao širokom rasponu namjena.
Dok stalno pomičemo granice mogućeg, jasno je da će barometarski kondenzator igrati sve važniju ulogu u našim naporima da izgradimo održiviju, učinkovitiju i inovativniju budućnost.
Dakle, učimo svi iz ove nevjerojatne tehnologije i nastavimo se gurati prema novim razinama inženjerske izvrsnosti, vođeni željom za učenjem i željom da svijet učinimo boljim mjestom za sve.
Linkovi i reference
Parni vakuumski sustavi:
https://www.s-k.com/steam-jet-vacuum/barometric-condensers.cfm
Dijeli…
