În calitate de ingineri, depășim întotdeauna limitele a ceea ce este posibil și căutăm noi modalități de a rezolva probleme dificile.
Condensatorul, care scapă de căldura suplimentară din sistem, este una dintre cele mai importante părți ale oricărui proces industrial.
Există multe tipuri diferite de condensatoare, dar condensatorul barometric iese în evidență ca o alegere puternică și eficientă.
În acest articol, vom analiza lumea fascinantă a condensatoarelor barometrice și vom intra în detaliu despre beneficiile, utilizările și ideile de bază care le fac un instrument important pentru orice inginer.
Așa că pregătește-te să explorezi cu noi tehnologia de ultimă oră a tehnologiei industriale!
Introducere în condensatorul barometric
Definiție formală:
Un condensator de contact care utilizează o conductă lungă, verticală, în care curge condensul și lichidul de răcire pentru a le elimina prin presiunea creată la capătul inferior al conductei.
O mașină de vid are nevoie de un condensator barometric pentru a scăpa de aer, abur de evacuare și alți vapori.
Dispozitivul este făcut să răcească și să condenseze vaporii care intră în timp ce scade presiunea gazelor care sunt deja acolo.
Curgerea inversă și curgerea paralelă sunt cele două tipuri principale de condensatoare barometrice.
Tipuri de condensatoare barometrice
- Condensator barometric multijet.
Cel mai simplu și mai rentabil design este condensatorul barometric multijet.
Nu are nevoie de o pompă de aer separată sau de un prerăcitor și este adesea folosit în locuri unde există multă apă ieftină.
Condensator barometric cu pulverizări multiple.
Condensatorul barometric cu pulverizare multiplă trage substanțele necondensabile într-un pre-răcitor printr-o cameră de aspirare a aerului.
Când apa iese dintr-o duză de pulverizare, răcește amestecul de aer și vapori și face ca aproape toți vaporii să se condenseze.
Restul amestecului care merge la pompa de aer este aproape de aceeași temperatură ca și apa de pulverizare.
Aceasta înseamnă că pompa de aer nu poate elimina atât de mulți vapori condensabili.
- Condensator barometric în contracurent.
Condensatoarele barometrice in contracurent sunt folosite atunci cand nu este suficienta apa sau cand sunt prea multe necondensabile si este nevoie de o pompa de vid separata.
Condițiile din zonă pot necesita, de asemenea, o admisie laterală a vaporilor.
Componentele unui condensator barometric
Un condensator barometric are un corp și o duză de apă care se înșurubează în corp.
Duza de apă poate fi pulverizată sau jet de apă.
Apa intră prin două orificii și iese printr-o ieșire, în timp ce vaporii intră printr-un al treilea orificiu și iese printr-o altă ieșire.
Picior barometric
Un picior barometric este un dren de condens care este alcătuit dintr-o conductă de picior între pre-condensator și puțul fierbinte.
Condensatoarele cu contact direct, care sunt numite și pre-condensatori, sunt adesea numite condensatoare barometrice, deoarece condensul se scurge de obicei printr-un picior barometric.
Precondensatoarele pot obține înapoi hidrocarburi valoroase sau apă, ambele fiind adesea folosite în etapele următoare ale procesării petrolului și gazelor.
De asemenea, ar putea face posibilă realizarea de pompe de vid mai mici, ceea ce ar economisi bani și energie.
Revoluționați-vă răcirea industrială cu condensatorul barometric
Încă greu de înțeles? Hai sa schimb putin punctul de vedere:
Te-ai săturat să folosești tehnologie veche și ineficientă pentru a încerca să îți răcești procesele industriale? Doriți o soluție ușor de utilizat și care funcționează foarte bine?
Ei bine, ai noroc, pentru că astăzi vom vorbi despre o nouă invenție revoluționară care schimbă jocul când vine vorba de răcirea industrială: condensatorul barometric.
Da, așa e, uită de toate acele sisteme de răcire fanteziste, de înaltă tehnologie, care necesită multă întreținere și sunt greu de configurat.
Tot ce aveți nevoie este o țeavă lungă, verticală și o presiune atmosferică bună de modă veche pentru a face treaba.
Când ai un condensator barometric, cine are nevoie de tehnologie complicată?
Bine, a fost doar o glumă făcută să arate ca o reclamă TV.
Acum să revenim la explicație.
Principiile de funcționare ale condensatorului barometric
Un condensator barometric este un condensator de contact care utilizează o conductă lungă, verticală, în care curge condensul și lichidul de răcire.
Presiunea de la capătul inferior al țevii forțează condensul și lichidul de răcire să iasă din țeavă.
Această secțiune va discuta mai detaliat principiile de funcționare ale unui condensator barometric.
Presiune diferențială și presiune statică a capului
Presiunea din partea inferioară a conductei verticale obligă condensul și lichidul de răcire să iasă din condensatorul barometric.
Acest lucru se datorează faptului că presiunea statică de cap a condensului este mai puternică decât orice diferență de presiune.
Conducta dintre condensator și rezervorul receptor se numește „picior barometric” și trebuie construită corect, altfel va afecta performanța.
Înălțimea țevii de evacuare și drenaj
Țeava de evacuare a piciorului barometric trebuie să fie cel puțin suficient de înaltă, astfel încât sistemul să poată trage un vid pur și apa și condensul să se poată scurge liber.
Deoarece condensul se scurge din cauza gravitației, acesta trebuie să fie suficient de mare pentru a se asigura că nu intră în zone cu presiune ridicată.
Așadar, este important să obțineți înălțimea țevii de evacuare corectă pentru a vă asigura că se scurge bine și nu pierde nicio performanță.
Avantajele și dezavantajele condensatorului barometric
Condensatoarele barometrice sunt un tip de condensator cu abur care folosește gravitația în loc de o pompă pentru a trimite apa de injecție dintr-o țeavă de evacuare.
În această secțiune, vom vorbi despre avantajele și dezavantajele utilizării unui condensator barometric.
Avantaje
- Imunitate la inundații: Condensatoarele barometrice nu se pot inunda dacă sunt amorsate sau dacă intră lichid în ele.
- Linii de vapori de evacuare mai scurte: Condensatoarele barometrice permit linii de vapori de evacuare mai scurte, ceea ce scade primele costuri si reduce sansele unei scurgeri.
- Întreținere redusă: Nu există piese în mișcare, astfel încât întreținerea este ușoară, iar condensatorul nu ocupă mult spațiu.
Dezavantaje
- Interval de temperatură de funcționare: Condensatorul barometric în contracurent poate funcționa cu diferențe de 3 până la 5°F între temperatura apei din coadă și temperatura punctului de rouă a vaporilor. Aceasta înseamnă că s-ar putea să nu funcționeze la fel de bine ca alte condensatoare de abur.
- Reutilizarea condensului: Deoarece apa de răcire și condensul sunt ambele aruncate în același flux, condensul nu poate fi folosit din nou.
Comparație cu alte condensatoare de abur
- Condensatoare cu jet: Condensatoarele cu jet sunt ușor de construit, nu costă mult de instalat sau întreținut și ocupă mai puțin spațiu pe podea decât condensatoarele de suprafață.
Cu toate acestea, nu sunt potrivite pentru instalațiile de mare capacitate, risipă mai mult condens decât alte tipuri de condensatoare de abur și necesită putere mare pentru pompa lor de aer.
- Condensatoare de suprafață: costurile inițiale pentru condensatoarele de suprafață sunt mai mari decât pentru alte tipuri de condensatoare cu abur, dar costă mai puțin de întreținut.
Ele fac apă condensată care este lipsită de impurități și poate fi reintrodusă în sistem.
Chiar si apa care nu este foarte buna pentru racire poate fi folosita deoarece nu se amesteca cu apa condensata.
Ele funcționează bine pentru plantele mari și ajută plantele să funcționeze mai eficient.
Tipuri de condensator barometric
Condensatoare cu curgere inversă și cu curgere paralelă
Există două tipuri principale de condensatoare barometrice: în contracurent și în paralel.
Condensatoarele cu curgere inversă sunt construite astfel încât vaporii și fluidul de condensare să curgă în direcții opuse, în timp ce condensatoarele cu curgere paralelă sunt construite astfel încât vaporii și fluidul de condensare să curgă în aceeași direcție.
(pre-)condensatoare cu contact direct
Condensatoarele cu contact direct, numite și pre-condensatoare, sunt adesea numite condensatoare barometrice, deoarece condensul se scurge de obicei printr-un picior barometric.
O conductă de picior între pre-condensator și puțul fierbinte formează un picior barometric, care este o scurgere a condensului.
Condensul se scurge prin gravitație prin picior și în puțul fierbinte, unde este colectat.
Schutte & Condensatoare barometrice Koerting
Schutte & Koerting produce condensatoare barometrice multi-jet care nu au nevoie de o pompă de aer suplimentară sau de un prerăcitor.
Acest lucru le face perfecte pentru situațiile în care sarcina este întotdeauna aceeași.
Ei fac si condensatoare barometrice in contracurent, care nu se misca si nu au nevoie de multa intretinere.
Aceste tipuri de condensatoare barometrice sunt utilizate acolo unde alimentarea cu apă este limitată sau o cantitate excesivă de substanțe necondensabile necesită utilizarea unei pompe de vid separate.
Factori care afectează performanța condensatorului barometric
În procesarea petrolului și gazelor din aval, de exemplu, condensatoarele barometrice sunt folosite pentru a răci vaporii care intră și pentru a-i face mai puțin fierbinți, astfel încât să se poată condensa.
Pentru a profita la maximum de ele, ar trebui să vă gândiți la o serie de lucruri, cum ar fi:
- Temperatura, debitul și creșterea temperaturii apei de răcire:
Temperatura și debitul apei de răcire au un efect direct asupra modului în care funcționează un condensator barometric.
Un debit mai mare de apă de răcire poate crește rata de transfer de căldură, ceea ce, la rândul său, face ca condensatorul să funcționeze mai bine.
- Încărcare necondensabilă și condensabilă:
Atunci când în condensator se află gaze necondensabile precum aerul, acestea îl pot face mai puțin eficient prin reducerea zonei în care poate fi transferată căldura.
În același mod, o concentrație mare de gaze condensabile, cum ar fi aburul, poate face și condensatorul să funcționeze mai puțin bine.
- Fouling:
Când se formează depuneri pe suprafețele de transfer de căldură ale condensatorului, aria efectivă de transfer de căldură devine mai mică.
Acest lucru face condensatorul mai puțin eficient.
Murdărirea se poate produce din cauza depunerilor, coroziunii sau creșterii organismelor.
- Calitatea aburului:
Eficiența condensatorului poate fi afectată de calitatea aburului care intră în el.
Dacă aburul nu este bun, ca și cum ar fi umed, poate încetini rata transferului de căldură și poate face condensatorul mai puțin eficient.
- Alimentarea cu apă de răcire și scăderea presiunii:
Cât de bine funcționează condensatorul poate fi afectat de cantitatea de apă de răcire disponibilă și de câtă presiune are.
Dacă nu este suficientă apă de răcire sau dacă presiunea scade prea mult, aceasta poate încetini rata de transfer de căldură și poate face condensatorul mai puțin eficient.
În locuri reci, apa de scurgere în recirculare a condensatorului poate îngheța și poate deteriora mașina.
Protecția împotriva înghețului poate fi dată prin introducerea elementelor de încălzire a apei în fiecare condensator.
- Tratarea apei:
Prin tratarea apei, cantitatea de solide dizolvate și alte substanțe chimice din apa de răcire poate fi redusă.
Acest lucru poate încetini viteza cu care apa este scoasă din condensator.
- Condensatoare care se racesc cu aer:
În climatele reci, se pot folosi condensatoare răcite cu aer pentru a împiedica înghețarea apei de scurgere.
- Presiunea condensatorului:
Cât de bine funcționează condensatorul poate fi afectat de cât de multă presiune este în el.
Când presiunea este scăzută, punctul de fierbere al apei din condensator poate scădea, ceea ce face condensatorul mai puțin eficient.
- Echipament uzat:
Pentru ca condensatorul să funcționeze mai bine, piesele corodate sau uzate trebuie înlocuite.
Considerații de proiectare
Condensatorul barometric funcționează cel mai bine atunci când piciorul barometric, care este practic o scurgere a condensului, este realizat într-un anumit fel.
Țeava de evacuare a piciorului barometric trebuie să fie drept în sus și în jos, fără îndoituri în lateral, astfel încât condensul să se poată scurge corect.
Atunci când bulele se blochează în țevile de evacuare, puțuri fierbinți sau capcane cu plutire, ele pot deteriora foarte mult echipamentul, cum ar fi depărtarea palelor turbinei.
Pentru a vă asigura că lichidul curge bine, schimbările de direcție în piciorul barometric trebuie să fie de cel puțin cinci diametre ale țevii, sau patru picioare, una dintre ele.
Condensatorul barometric cu pulverizare multiplă funcționează bine deoarece are flux paralel și nu are părți mobile în camera de vid.
Aceasta înseamnă că nu trebuie să fie fixat la fel de des ca echipamentele cu piese în mișcare.
Selectarea condensatorului barometric pentru o aplicație specifică
Pentru a alege condensatorul barometric potrivit pentru o anumită aplicație, trebuie să vă gândiți la o serie de lucruri.
Pentru a alege cel mai bun condensator, trebuie să vă gândiți la tipul de fluid sau gaz care se condensează, la volumul și temperatura acestuia, la cât de eficient doriți să fie și la cât spațiu și bani aveți.
Trebuie acordată o atenție deosebită nevoilor specifice ale aplicației și cerințelor de performanță.
Considerații legate de temperatură
Atunci când alegeți un condensator barometric, trebuie să vă gândiți la temperaturile de intrare și de ieșire ale fluidului sau gazului condensat, precum și la temperatura camerei în care va fi pus condensatorul.
Aceste informații vor fi folosite pentru a afla de câtă putere de răcire are nevoie condensatorul.
Selectarea lichidului de răcire pentru aplicații HVAC
În sistemele HVAC trebuie ales lichidul de răcire care va fi utilizat.
Există multe tipuri diferite de agenți frigorifici, iar majoritatea dintre ei au numere de nume care se bazează pe denumiri ASHRAE.
Performanța agentului frigorific este determinată în mare parte de coeficientul său de performanță (COP), care este raportul dintre cantitatea de căldură extrasă din spațiul răcit și cantitatea de muncă necesară pentru a elimina acea căldură.
Conducte pentru sisteme de vid
Atunci când alegeți un condensator barometric, este important să alegeți unul cu țevi potrivite pentru sistemele de vid.
Presiunea barometrică la locul de instalare și căderea de presiune preconizată pe condensator ar trebui să fie utilizate pentru a calcula înălțimea piciorului barometric.
Conducta dintre condensator și rezervorul receptor se numește „picior barometric” și trebuie să fie suficient de înaltă pentru a împiedica condensul să pătrundă în pompa de vid sau compresor.
Dacă picioarele barometrice nu sunt făcute corect, condensatorul nu va funcționa la fel de bine.
Analiza numerica
Condensatorul barometric potrivit poate fi ales cu ajutorul analizei numerice.
Modelarea computerizată poate ajuta la realizarea condensatorului cât mai eficient și eficient posibil.
De asemenea, poate fi folosit pentru a simula diferite condiții de lucru și pentru a vedea modul în care diferiți parametri de proiectare afectează sistemul.
Consultanta cu un inginer calificat
În general, alegerea condensatorului barometric potrivit pentru o anumită aplicație necesită o gândire atentă la o serie de lucruri, cum ar fi temperatura, volumul fluidului sau gazului, eficiența și limitările de spațiu și buget.
Discuția cu un inginer calificat sau un producător de condensatoare vă poate ajuta să vă asigurați că este ales condensatorul potrivit pentru lucrare.
Aplicații ale condensatorului barometric în industrie
Condensatoarele barometrice sunt utilizate în multe industrii diferite, deoarece reprezintă o modalitate eficientă din punct de vedere al costurilor de a scăpa de aer, aburul de evacuare și alți vapori din echipamentele de vid.
Să ne uităm la câteva dintre domeniile în care se folosesc adesea condensatoarele barometrice.
Industria alimentară
Condensatoarele barometrice sunt folosite pentru a procesa ulei, lapte și alte alimente în industria alimentară.
Sunt foarte importante pentru a scăpa de gazele nedorite care ar putea afecta calitatea alimentelor.
Industria de rafinare a zahărului
Încă de aproape 100 de ani în urmă, condensatoarele barometrice au fost folosite pentru procesarea zahărului.
Ele sunt folosite pentru a scăpa de aer și alte gaze din vasele de vid, ceea ce ajută la fierbere zahărul.
Plante de alcool și distilerii
În fabricile de alcool și distilerii, condensatoarele barometrice sunt folosite pentru a elimina aerul și alte gaze din procesul de distilare.
Acest lucru asigură că alcoolul care se face este curat și de bună calitate.
Fabrici de celuloză și hârtie
Condensatoarele barometrice sunt folosite în industria celulozei și hârtiei pentru a scoate aerul și alte gaze din sistemele de vid care sunt utilizate pentru deshidratarea celulozei.
Rafinării de petrol
În rafinăriile de petrol, aerul și alte gaze sunt scoase din sistemele de distilare în vid cu ajutorul condensatoarelor barometrice.
Acest lucru vă asigură că uleiul care este făcut este de înaltă calitate și curat.
Fabrici de sare
În fabricile care produc sare, condensatoarele barometrice sunt folosite pentru a scăpa de aer și alte gaze din sistemele de vid care evaporă saramura.
Uzinele Chimice
Diferite tipuri de instalații chimice folosesc, de asemenea, condensatoare barometrice.
Sunt folosite pentru a scăpa de gazele care nu aparțin sistemelor de vid care sunt utilizate în diferite procese chimice.
Picioare barometrice și sisteme de evacuare
Condensatoarele barometrice nu pot funcționa fără picioarele barometrice.
Sunt făcute pentru a împiedica inundarea condensatorului.
Tipul de condens scos ar trebui utilizat pentru a decide cât de înalt ar trebui să fie piciorul barometric.
De exemplu, este necesar un calcul barometric al înălțimii picioarelor pentru a vă asigura că o presupunere greșită nu face ca o plantă să funcționeze prost.
Condensatoarele barometrice pot fi, de asemenea, utilizate ca parte a unui sistem ejector pentru a îmbunătăți performanța de randament a motorinei de vid grele (HVGO).
Condensatorul răcește și condensează vaporii care intră, ceea ce face ca sistemul de ejecție să funcționeze mai bine.
Pe scurt, condensatoarele barometrice sunt utilizate în multe industrii diferite, deoarece reprezintă o modalitate eficientă din punct de vedere al costurilor de a scăpa de aer, aburul de evacuare și alți vapori din echipamentele de vid.
Ele reprezintă o parte importantă a industriei alimentare, rafinarea zahărului, fabricile de alcool și distilerii, fabricile de celuloză și hârtie, rafinăriile de petrol, fabricile de sare și multe alte tipuri de fabrici chimice.
Scopul picioarelor barometrice este de a preveni inundarea condensatorului și ar trebui să aibă înălțimea potrivită pentru a funcționa bine.
Comparația eficienței și costurilor cu alte tipuri de condensatoare
Condensatoarele barometrice sunt condensatoare cu contact direct care sunt utilizate în multe industrii pentru a elimina aerul, aburul evacuat și alți vapori din echipamentele de vid.
Nu au piese mobile în camera de vid, ceea ce reduce timpul de nefuncționare care vine cu echipamentul care o face.
Există diferite tipuri de condensatoare barometrice, cum ar fi condensatoare barometrice cu mai multe jet, condensatoare barometrice cu pulverizare multiplă, condensatoare barometrice cu mai multe pulverizări și condensatoare barometrice în contracurent.
Când vine vorba de cât de bine funcționează și cât costă, nu există un câștigător clar între diferitele tipuri de condensatoare.
În funcție de situație, fiecare tip de condensator trebuie utilizat în mod corect.
Condensatoare racite cu aer
Condensatoarele racite cu aer sunt mai usor de construit decat cele racite cu apa, dar nu misca caldura la fel de repede deoarece aerul are un coeficient de schimb mai mic decat apa.
De cele mai multe ori, aceste tipuri de condensatoare sunt folosite în locuri unde apa este greu de obținut sau unde oamenii doresc să economisească apă.
Sistemele răcite cu aer, pe de altă parte, folosesc multă energie, fac mult zgomot și ocupă mult spațiu.
Condensatoare racite cu apa
Sistemele răcite cu apă transferă căldura mai repede decât sistemele răcite cu aer, dar sunt mai greu de proiectat, deoarece trebuie să vă gândiți cum să controlați fluxul de apă și să opriți coroziunea.
Condensatoarele răcite cu apă sunt adesea folosite în medii industriale mari, deoarece funcționează bine și pot răci multă căldură.
Dar au nevoie de o sursă constantă de apă de răcire și de modalitatea corectă de tratare a apei pentru a le împiedica să se murdărească, să se depună și să ruginească.
În concluzie, condensatoarele barometrice sunt o modalitate rapidă și ieftină de a scăpa de aer, aburul de evacuare și alți vapori din echipamentele de vid.
Când vine vorba de alegerea unui tip de condensator, nu există un răspuns universal.
În schimb, fiecare tip ar trebui să fie ales în funcție de nevoile specifice ale aplicației.
Lucrurile la care trebuie să vă gândiți sunt disponibilitatea apei de răcire, eficiența acesteia, costul, amprenta, utilizarea energiei, nivelul de zgomot și conservarea apei.
Discuția cu un inginer calificat sau un producător de condensatoare vă poate ajuta să vă asigurați că este ales condensatorul potrivit pentru lucrare.
Materiale utilizate pentru construcția condensatorului barometric
Condensatoarele barometrice sunt folosite pentru a curăța echipamentele de vid de aer și alți vapori.
Acestea au două părți principale: corpul carcasei și dispozitivul (dispozitivele) de pulverizare.
Condensatoarele barometrice sunt realizate dintr-un număr de lucruri diferite, cum ar fi:
- Fonta.
- Otel carbon.
- Plastic cu fibră de sticlă în el.
- Haveg.
- Grafit.
- Toate aliajele sudabile.
Selectia materialelor
Alegerea materialului pentru un condensator barometric depinde de o serie de lucruri, cum ar fi tipul de lichid de răcire utilizat în refrigerare sau disponibilitatea apei.
Condensatoarele de contact sunt adesea realizate din oțel carbon, în timp ce schimbătoarele de căldură sunt de obicei realizate din cupru, alamă, aluminiu sau oțel inoxidabil.
Unele dintre lucrurile care afectează alegerea materialului sunt cantitatea de substanțe necondensabile și cantitatea de apă disponibilă.
Dacă există multă apă ieftină disponibilă, un condensator barometric este cea mai bună alegere, deoarece are cel mai simplu design și nu necesită echipament suplimentar.
Când apa de răcire este dură sau există șansa de coroziune, pot fi folosite plastic armat cu fibră de sticlă și alte materiale care nu ruginesc.
Concluzie
În concluzie, condensatorul barometric este o piesă uimitoare de inginerie care a schimbat modul în care facem lucrurile în lumea industrială.
Utilizând puterea presiunii atmosferice, putem realiza un sistem de răcire foarte eficient și eficient, care poate fi schimbat pentru a se potrivi unei game largi de utilizări.
Pe măsură ce continuăm să împingem limitele a ceea ce este posibil, este clar că condensatorul barometric va juca un rol din ce în ce mai important în eforturile noastre de a construi un viitor mai durabil, mai eficient și mai inovator.
Așadar, să învățăm cu toții din această tehnologie uimitoare și să continuăm să ne împingem către noi niveluri de excelență în inginerie, conduși de dorința de a învăța și de dorința de a face lumea un loc mai bun pentru toată lumea.
Link-uri și referințe
Sisteme de vid cu jet de abur:
https://www.s-k.com/steam-jet-vacuum/barometric-condensers.cfm
Distribuie pe…
