Inženirji vedno premikamo meje možnega in iščemo nove načine za reševanje težkih problemov.
Kondenzator, ki odvaja dodatno toploto iz sistema, je eden najpomembnejših delov vsakega industrijskega procesa.
Obstaja veliko različnih vrst kondenzatorjev, vendar barometrični kondenzator izstopa kot močna in učinkovita izbira.
V tem članku se bomo poglobili v fascinanten svet barometričnih kondenzatorjev in podrobno opisali prednosti, uporabe in osnovne ideje, zaradi katerih so pomembno orodje za vsakega inženirja.
Zato se pripravite na raziskovanje vrhunske industrijske tehnologije z nami!
Uvod v barometrični kondenzator
Formalna opredelitev:
Kontaktni kondenzator, ki uporablja dolgo, navpično cev, v katero tečeta kondenzat in hladilna tekočina, da doseže njuno odstranitev s pritiskom, ustvarjenim na spodnjem koncu cevi.
Vakuumski stroj potrebuje barometrični kondenzator, da se znebi zraka, izpušne pare in drugih hlapov.
Naprava je narejena tako, da hladi in kondenzira vstopajoče hlape, hkrati pa znižuje pritisk plinov, ki so že tam.
Protitok in vzporedni tok sta dve glavni vrsti barometričnih kondenzatorjev.
Vrste barometričnih kondenzatorjev
- Barometrični kondenzator z več curki.
Najbolj preprosta in stroškovno učinkovita zasnova je barometrični kondenzator z več curki.
Ne potrebuje ločene zračne črpalke ali predhladilnika in se pogosto uporablja na mestih, kjer je veliko poceni vode.
Barometrični kondenzator z več razpršili.
Barometrični kondenzator z več pršili potegne nekondenzacijske snovi v predhladilnik skozi komoro za sesanje zraka.
Ko voda priteče iz pršilne šobe, ohladi mešanico zraka in hlapov ter povzroči kondenzacijo skoraj celotne pare.
Preostala mešanica, ki gre v zračno črpalko, je blizu enake temperature kot pršilna voda.
To pomeni, da zračna črpalka ne more odstraniti toliko kondenziranih hlapov.
- Barometrični protitočni kondenzator.
Barometrični protitočni kondenzatorji se uporabljajo, kadar ni dovolj vode ali ko je preveč nekondenzacijskih snovi in je potrebna ločena vakuumska črpalka.
Razmere na območju lahko zahtevajo tudi stranski dovod pare.
Sestavni deli barometričnega kondenzatorja
Barometrični kondenzator ima telo in vodno šobo, ki se privije v telo.
Vodna šoba lahko prši ali curka vodo.
Voda prihaja skozi dve odprtini in gre ven skozi eno odprtino, medtem ko hlapi vstopijo skozi tretjo odprtino in grejo ven skozi drugo odprtino.
Barometrična noga
Barometrični krak je odvod kondenzata, ki je sestavljen iz kraka cevi med predkondenzatorjem in vročo jamo.
Kondenzatorji z neposrednim stikom, ki jih imenujemo tudi predkondenzatorji, se pogosto imenujejo barometrični kondenzatorji, ker kondenzat običajno odteka skozi barometrični krak.
Predkondenzatorji lahko dobijo nazaj dragocene ogljikovodike ali vodo, ki se oboje pogosto uporablja v naslednjih korakih predelave nafte in plina.
Morda bi omogočili tudi izdelavo manjših vakuumskih črpalk, kar bi prihranilo denar in energijo.
Revolucionirajte svoje industrijsko hlajenje z barometričnim kondenzatorjem
Še vedno težko razumeti? Naj malo spremenim zorni kot:
Ali ste siti uporabe stare, neučinkovite tehnologije za ohlajanje industrijskih procesov? Želite rešitev, ki je enostavna za uporabo in deluje zelo dobro?
No, imate srečo, saj bomo danes govorili o novem revolucionarnem izumu, ki spreminja igro, ko gre za industrijsko hlajenje: o barometričnem kondenzatorju.
Da, tako je, pozabite na vse tiste modne, visokotehnološke hladilne sisteme, ki potrebujejo veliko vzdrževanja in jih je težko nastaviti.
Vse kar potrebujete je dolga navpična cev in nekaj dobrega staromodnega atmosferskega tlaka, da opravite delo.
Kdo potrebuje zapleteno tehnologijo, če imate barometrični kondenzator?
V redu, to je bila samo šala, ki je izgledala kot TV oglas.
Zdaj pa se vrnimo k razlagi.
Načela delovanja barometričnega kondenzatorja
Barometrični kondenzator je kontaktni kondenzator, ki uporablja dolgo navpično cev, v katero tečeta kondenzat in hladilna tekočina.
Tlak na spodnjem koncu cevi iztisne kondenzat in hladilno tekočino iz cevi.
V tem razdelku bomo podrobneje obravnavali načela delovanja barometričnega kondenzatorja.
Diferenčni tlak in statični tlačni tlak
Tlak na dnu navpične cevi iztisne kondenzat in hladilno tekočino iz barometričnega kondenzatorja.
To je zato, ker je statični višinski tlak kondenzata močnejši od katere koli razlike v tlaku.
Cev med kondenzatorjem in sprejemno posodo se imenuje "barometrična noga" in mora biti zgrajena pravilno, sicer bo škodovala učinkovitosti.
Višina izpušne cevi in drenaža
Izpušna cev barometrične noge mora biti vsaj dovolj visoka, da lahko sistem potegne čisti vakuum in da lahko voda in kondenz prosto odtekata.
Ker kondenzat odteka zaradi gravitacije, mora biti dovolj visok, da zagotovi, da ne pride v območja z visokim pritiskom.
Zato je pomembno, da izberete pravo višino izpušne cevi, da zagotovite dobro odtekanje in ne izgubi zmogljivosti.
Prednosti in slabosti barometričnega kondenzatorja
Barometrični kondenzatorji so vrsta parnega kondenzatorja, ki uporablja gravitacijo namesto črpalke za pošiljanje vbrizgane vode iz izpušne cevi.
V tem razdelku bomo govorili o prednostih in slabostih uporabe barometričnega kondenzatorja.
Prednosti
- Odpornost proti poplavam: barometrični kondenzatorji ne morejo poplaviti, če so napolnjeni ali če vanje pride tekočina.
- Krajše cevi izpušnih hlapov: barometrični kondenzatorji omogočajo krajše cevi izpušnih hlapov, kar zniža prve stroške in zmanjša možnost puščanja.
- Nizko vzdrževanje: Ni gibljivih delov, zato je vzdrževanje preprosto, kondenzator pa ne zavzame veliko prostora.
Slabosti
- Območje delovne temperature: Protitočni barometrični kondenzator lahko deluje z razlikami od 3 do 5 °F med temperaturo zadnje vode in temperaturo rosišča pare. To pomeni, da morda ne bo deloval tako dobro kot drugi parni kondenzatorji.
- Ponovna uporaba kondenzata: Ker se hladilna voda in kondenzat odlagata v isti tok, kondenzata ni mogoče ponovno uporabiti.
Primerjava z drugimi parnimi kondenzatorji
- Jet kondenzatorji: Jet kondenzatorje je enostavno zgraditi, namestitev ali vzdrževanje ne stanejo veliko in zavzamejo manj prostora kot površinski kondenzatorji.
Vendar pa niso primerni za naprave z veliko zmogljivostjo, odpadkov je več kondenzata kot druge vrste parnih kondenzatorjev in zahtevajo visoko moč za svojo zračno črpalko.
- Površinski kondenzatorji: Začetni stroški površinskih kondenzatorjev so višji kot pri drugih vrstah parnih kondenzatorjev, vendar je njihovo vzdrževanje cenejše.
Proizvajajo kondenzirano vodo, ki je brez nečistoč in jo je mogoče vrniti v sistem.
Uporabite lahko tudi vodo, ki ni najbolj primerna za hlajenje, ker se ne meša s kondenzirano vodo.
Dobro delujejo pri velikih obratih in pomagajo rastlinam pri učinkovitejšem delovanju.
Vrste barometričnega kondenzatorja
Protitočni in vzporedni kondenzatorji
Obstajata dve glavni vrsti barometričnih kondenzatorjev: protitok in vzporedni tok.
Protitočni kondenzatorji so zgrajeni tako, da pare in kondenzacijska tekočina tečejo v nasprotnih smereh, medtem ko so vzporedni kondenzatorji zgrajeni tako, da pare in kondenzacijska tekočina tečejo v isto smer.
(Pred)kondenzatorji z neposrednim kontaktom
Kondenzatorji z neposrednim stikom, imenovani tudi predkondenzatorji, se pogosto imenujejo barometrični kondenzatorji, ker kondenzat običajno odteka skozi barometrični krak.
Nožna cev med predkondenzatorjem in vročo jamo sestavlja barometrični krak, ki je odvod kondenzata.
Kondenzat gravitacijsko odteka skozi nogo in v vročo jamo, kjer se zbira.
Schutte & Barometrični kondenzatorji Koerting
Schutte & Koerting izdeluje večjetne barometrične kondenzatorje, ki ne potrebujejo dodatne zračne črpalke ali predhladilnika.
Zaradi tega so popolni za situacije, ko je obremenitev vedno enaka.
Izdelujejo tudi barometrične protitočne kondenzatorje, ki se ne premikajo in ne potrebujejo veliko vzdrževanja.
Te vrste barometričnega kondenzatorja se uporabljajo tam, kjer je oskrba z vodo omejena ali če prevelika količina nekondenzirajočih snovi zahteva uporabo ločene vakuumske črpalke.
Dejavniki, ki vplivajo na delovanje barometričnega kondenzatorja
Pri nadaljnji predelavi nafte in plina se na primer barometrični kondenzatorji uporabljajo za hlajenje vhodnih hlapov in njihovo zmanjšanje segrevanja, da lahko kondenzirajo.
Če jih želite kar najbolje izkoristiti, morate razmisliti o številnih stvareh, kot so:
- Temperatura, pretok in dvig temperature hladilne vode:
Temperatura in hitrost pretoka hladilne vode neposredno vplivata na to, kako dobro deluje barometrični kondenzator.
Večji pretok hladilne vode lahko poveča hitrost prenosa toplote, kar posledično izboljša delovanje kondenzatorja.
- Nekondenzirajoča in kondenzacijska obremenitev:
Ko so v kondenzatorju plini, ki ne kondenzirajo, kot je zrak, lahko zmanjšajo njegovo učinkovitost, saj zmanjšajo območje, kjer se lahko prenaša toplota.
Na enak način lahko visoka koncentracija kondenzacijskih plinov, kot je para, tudi povzroči slabše delovanje kondenzatorja.
- obraščanje:
Ko se usedline naberejo na površinah za prenos toplote kondenzatorja, se efektivna površina za prenos toplote zmanjša.
Zaradi tega je kondenzator manj učinkovit.
Do obraščanja lahko pride zaradi luščenja, korozije ali rasti organizmov.
- Kakovost pare:
Na učinkovitost kondenzatorja lahko vpliva kakovost pare, ki gre vanj.
Če para ni dobra, na primer, če je mokra, lahko upočasni hitrost prenosa toplote in zmanjša učinkovitost kondenzatorja.
- Dovod hladilne vode in padec tlaka:
Kako dobro deluje kondenzator, lahko vpliva na to, koliko hladilne vode je na voljo in kolikšen pritisk ima.
Če ni dovolj hladilne vode ali če tlak preveč pade, lahko upočasni hitrost prenosa toplote in zmanjša učinkovitost kondenzatorja.
V hladnih prostorih lahko kroženje odtočne vode kondenzatorja zmrzne in poškoduje stroj.
Zaščito pred zmrzovanjem lahko zagotovite tako, da v vsak kondenzator namestite grelne elemente za vodo.
- Obdelava vode:
Z obdelavo vode je mogoče zmanjšati količino raztopljenih trdnih snovi in drugih kemikalij v hladilni vodi.
To lahko upočasni hitrost odvzema vode iz kondenzatorja.
- Kondenzatorji, ki se hladijo z zrakom:
V mrzlih podnebjih lahko uporabite zračno hlajene kondenzatorje, da preprečite zmrzovanje odtočne vode.
- Tlak kondenzatorja:
Na to, kako dobro deluje kondenzator, lahko vpliva tlak v njem.
Ko je tlak nizek, se lahko vrelišče vode v kondenzatorju zniža, zaradi česar je kondenzator manj učinkovit.
- Dotrajana oprema:
Za boljše delovanje kondenzatorja je potrebno zamenjati zarjavele ali dotrajane dele.
Premisleki glede oblikovanja
Barometrični kondenzator najbolje deluje, ko je barometrični krak, ki je v bistvu odvod kondenzata, izdelan na določen način.
Izpušna cev barometrične noge mora biti naravnost navzgor in navzdol, brez ovinkov vstran, tako da lahko kondenz pravilno odteka.
Ko se mehurčki zagozdijo v izpušnih ceveh, vročih vrtinah ali plavajočih pasti, lahko naredijo veliko škode na opremi, na primer raztrgajo lopatice turbine.
Za zagotovitev dobrega pretoka tekočine morajo biti spremembe smeri v barometričnem kraku vsaj pet premerov cevi ali štiri čevlje narazen.
Barometrični kondenzator Multi-Spray deluje dobro, ker ima vzporedni tok in nima gibljivih delov v vakuumski komori.
To pomeni, da ga ni treba popravljati tako pogosto kot opremo z gibljivimi deli.
Izbira barometričnega kondenzatorja za posebno uporabo
Če želite izbrati pravi barometrični kondenzator za določeno aplikacijo, morate razmisliti o številnih stvareh.
Če želite izbrati najboljši kondenzator, morate razmisliti o vrsti tekočine ali plina, ki se kondenzira, njegovi prostornini in temperaturi, o tem, kako učinkovit želite, da je ter koliko prostora in denarja imate.
Skrbno je treba upoštevati posebne potrebe aplikacije in zahteve glede delovanja.
Premisleki glede temperature
Pri izbiri barometričnega kondenzatorja morate razmišljati o vstopni in izstopni temperaturi tekočine ali plina, ki se kondenzira, pa tudi o temperaturi prostora, kjer bo kondenzator nameščen.
Te informacije bodo uporabljene za ugotovitev, koliko hladilne moči potrebuje kondenzator.
Izbira hladilne tekočine za aplikacije HVAC
V sistemih HVAC je treba izbrati hladilno tekočino, ki bo uporabljena.
Obstaja veliko različnih vrst hladilnih sredstev in večina jih ima številčna imena, ki temeljijo na oznakah hladilnih sredstev ASHRAE.
Učinkovitost hladilnega sredstva večinoma določa njegov koeficient učinkovitosti (COP), ki je razmerje med količino toplote, odvzeto iz prostora, ki se hladi, in količino dela, potrebnega za odvzem te toplote.
Cevovodi za vakuumske sisteme
Pri izbiri barometričnega kondenzatorja je pomembno, da izberete takšnega s pravimi cevmi za vakuumske sisteme.
Za določitev višine barometričnega kraka je treba uporabiti zračni tlak na mestu namestitve in pričakovani padec tlaka v kondenzatorju.
Cev med kondenzatorjem in sprejemno posodo se imenuje "barometrična noga" in mora biti dovolj visoka, da kondenzacija ne pride v vakuumsko črpalko ali kompresor.
Če barometrične noge niso pravilno narejene, tudi kondenzator ne bo deloval.
Numerična analiza
Pravi barometrični kondenzator lahko izberemo s pomočjo numerične analize.
Računalniško modeliranje lahko pomaga narediti kondenzator čim bolj učinkovit in učinkovit.
Uporablja se lahko tudi za simulacijo različnih delovnih pogojev in opazovanje, kako različni konstrukcijski parametri vplivajo na sistem.
Posvetovanje s kvalificiranim inženirjem
Na splošno izbira pravega barometričnega kondenzatorja za določeno aplikacijo zahteva skrben premislek o številnih stvareh, kot so temperatura, prostornina tekočine ali plina, učinkovitost ter prostorske in proračunske omejitve.
Pogovor s kvalificiranim inženirjem ali izdelovalcem kondenzatorjev lahko pomaga zagotoviti, da je za to delo izbran pravi kondenzator.
Uporaba barometričnega kondenzatorja v industriji
Barometrični kondenzatorji se uporabljajo v številnih različnih panogah, saj so stroškovno učinkovit način, da se znebite zraka, izpušne pare in drugih hlapov iz vakuumske opreme.
Oglejmo si nekaj področij, kjer se pogosto uporabljajo barometrični kondenzatorji.
Prehrambena industrija
Barometrični kondenzatorji se uporabljajo za predelavo olja, mleka in drugih živil v prehrambeni industriji.
So zelo pomembni za odstranjevanje neželenih plinov, ki bi lahko škodili kakovosti hrane.
Industrija rafiniranja sladkorja
Že pred skoraj 100 leti se za predelavo sladkorja uporabljajo barometrični kondenzatorji.
Uporabljajo se za odstranjevanje zraka in drugih plinov v vakuumskih posodah, kar pomaga pri vrenju sladkorja.
Alkoholne tovarne in destilarne
V tovarnah alkohola in destilarnah se barometrični kondenzatorji uporabljajo za odstranjevanje zraka in drugih plinov iz procesa destilacije.
To zagotavlja, da je proizvedeni alkohol čist in dobre kakovosti.
Tovarne celuloze in papirja
Barometrični kondenzatorji se uporabljajo v industriji celuloze in papirja za odvzem zraka in drugih plinov iz vakuumskih sistemov, ki se uporabljajo za odstranjevanje vode iz celuloze.
Rafinerije nafte
V rafinerijah nafte zrak in druge pline odvajajo iz sistemov vakuumske destilacije s pomočjo barometričnih kondenzatorjev.
To zagotavlja, da je izdelano olje visoke kakovosti in čisto.
Obrati za proizvodnjo soli
V tovarnah, ki izdelujejo sol, uporabljajo barometrične kondenzatorje, da se znebijo zraka in drugih plinov iz vakuumskih sistemov, ki uparjajo slanico.
Kemične tovarne
Različne vrste kemičnih obratov uporabljajo tudi barometrične kondenzatorje.
Z njimi se znebimo plinov, ki ne sodijo v vakuumske sisteme, ki se uporabljajo v različnih kemijskih procesih.
Barometrične noge in ejektorski sistemi
Barometrični kondenzatorji ne morejo delovati brez barometričnih nog.
Narejeni so tako, da preprečujejo poplavo kondenzatorja.
Vrsta kondenzata, ki se odvaja, je treba uporabiti za določitev, kako visoka mora biti barometrična noga.
Na primer, barometrični izračun višine noge je potreben za zagotovitev, da napačna predpostavka ne povzroči slabega delovanja naprave.
Barometrične kondenzatorje je mogoče uporabiti tudi kot del ejektorskega sistema za izboljšanje izkoristka težkega vakuumskega plinskega olja (HVGO) v surovi vakuumski enoti.
Kondenzator hladi in kondenzira hlape, ki prihajajo, kar omogoča boljše delovanje ejektorskega sistema.
Skratka, barometrični kondenzatorji se uporabljajo v številnih različnih panogah, ker so stroškovno učinkovit način, da se znebite zraka, izpušne pare in drugih hlapov iz vakuumske opreme.
So pomemben del živilske industrije, rafinerije sladkorja, alkoholnih tovarn in žganjarn, tovarn celuloze in papirja, rafinerij nafte, tovarn soli in številnih drugih vrst kemičnih obratov.
Namen barometričnih nog je preprečiti, da bi kondenzator poplavil, in morajo biti prave višine za dobro delovanje.
Primerjava učinkovitosti in stroškov z drugimi vrstami kondenzatorjev
Barometrični kondenzatorji so kondenzatorji z neposrednim stikom, ki se uporabljajo v številnih panogah za odstranjevanje zraka, izpušne pare in drugih hlapov iz vakuumske opreme.
V vakuumski komori nimajo nobenih gibljivih delov, kar skrajša čas izpadov, ki prihaja z opremo, ki ima.
Obstajajo različne vrste barometričnih kondenzatorjev, kot so barometrični kondenzatorji z več curki, razpršilni barometrični kondenzatorji z več curki, barometrični kondenzatorji z več curki in barometrični protitočni kondenzatorji.
Ko gre za to, kako dobro delujejo in koliko stanejo, med različnimi vrstami kondenzatorjev ni jasnega zmagovalca.
Glede na situacijo je treba vsako vrsto kondenzatorja uporabiti na pravi način.
Zračno hlajeni kondenzatorji
Zračno hlajene kondenzatorje je lažje zgraditi kot vodno hlajene, vendar ne prenašajo toplote tako hitro, ker ima zrak nižji koeficient izmenjave kot voda.
Večino časa se tovrstni kondenzatorji uporabljajo tam, kjer je težko dobiti vodo ali kjer ljudje želijo varčevati z vodo.
Zračno hlajeni sistemi pa porabijo veliko energije, povzročajo veliko hrupa in zavzamejo veliko prostora.
Vodno hlajeni kondenzatorji
Vodno hlajeni sistemi prenašajo toploto hitreje kot zračno hlajeni sistemi, vendar jih je težje načrtovati, ker morate razmišljati o tem, kako nadzorovati pretok vode in zaustaviti korozijo.
Vodno hlajeni kondenzatorji se pogosto uporabljajo v velikih industrijskih okoljih, ker delujejo dobro in lahko ohladijo veliko toplote.
Vendar potrebujejo stalno oskrbo s hladilno vodo in pravi način čiščenja vode, da se preprečijo umazanija, luščenje in rjavenje.
Skratka, barometrični kondenzatorji so hiter in poceni način, da se znebite zraka, izpušne pare in drugih hlapov iz vakuumske opreme.
Ko gre za izbiro vrste kondenzatorja, ni enoznačnega odgovora.
Namesto tega je treba vsako vrsto izbrati glede na posebne potrebe aplikacije.
Stvari, o katerih je treba razmišljati, so razpoložljivost hladilne vode, njena učinkovitost, stroški, odtis, poraba energije, raven hrupa in varčevanje z vodo.
Pogovor s kvalificiranim inženirjem ali izdelovalcem kondenzatorjev lahko pomaga zagotoviti, da je za to delo izbran pravi kondenzator.
Materiali, uporabljeni za konstrukcijo barometričnega kondenzatorja
Barometrični kondenzatorji se uporabljajo za čiščenje vakuumske opreme iz zraka in drugih hlapov.
Imajo dva glavna dela: telo lupine in razpršilne naprave.
Barometrični kondenzatorji so narejeni iz številnih različnih stvari, kot so:
- Železna litina.
- Ogljikovo jeklo.
- Plastika s steklenimi vlakni v njej.
- Haveg.
- Grafit.
- Vse varljive zlitine.
Izbira materialov
Izbira materiala za barometrični kondenzator je odvisna od številnih stvari, kot je vrsta hladilne tekočine, ki se uporablja pri hlajenju, ali razpoložljivost vode.
Kontaktni kondenzatorji so pogosto izdelani iz ogljikovega jekla, medtem ko so toplotni izmenjevalci običajno izdelani iz bakra, medenine, aluminija ali nerjavečega jekla.
Nekatere stvari, ki vplivajo na izbiro materiala, so količina nekondenzirajočih snovi in količina vode, ki je na voljo.
Če je na voljo veliko poceni vode, je barometrični kondenzator najboljša izbira, saj ima najpreprostejšo zasnovo in ne potrebuje dodatne opreme.
Kadar je hladilna voda ostra ali obstaja možnost korozije, je mogoče uporabiti plastiko, ojačano s steklenimi vlakni, in druge materiale, ki ne rjavijo.
Zaključek
Skratka, barometrični kondenzator je neverjeten kos inženiringa, ki je spremenil način, kako počnemo stvari v industrijskem svetu.
Z uporabo moči atmosferskega tlaka lahko naredimo zelo učinkovit in učinkovit hladilni sistem, ki ga je mogoče spreminjati tako, da ustreza širokemu spektru uporabe.
Ker nenehno premikamo meje možnega, je jasno, da bo imel barometrični kondenzator vse pomembnejšo vlogo v naših prizadevanjih za izgradnjo bolj trajnostne, učinkovite in inovativne prihodnosti.
Zato se vsi učimo iz te neverjetne tehnologije in se še naprej poganjajmo na nove ravni inženirske odličnosti, ki nas vodita želja po učenju in želja, da naredimo svet boljši za vse.
Povezave in reference
Parni vakuumski sistemi:
https://www.s-k.com/steam-jet-vacuum/barometric-condensers.cfm
Delite na...
