Som ingenjörer tänjer vi alltid på gränserna för vad som är möjligt och letar efter nya sätt att lösa svåra problem.
Kondensorn, som gör sig av med extra värme från systemet, är en av de viktigaste delarna i alla industriella processer.
Det finns många olika typer av kondensorer, men den barometriska kondensorn framstår som ett kraftfullt och effektivt val.
I den här artikeln kommer vi att titta in i den fascinerande världen av barometriska kondensorer och gå in i detalj om fördelarna, användningarna och de grundläggande idéerna som gör dem till ett viktigt verktyg för alla ingenjörer.
Så gör dig redo att utforska spetsen inom industriell teknik med oss!
Introduktion till barometrisk kondensor
Formell definition:
En kontaktkondensor som använder ett långt, vertikalt rör som kondensatet och kylvätskan strömmar in i för att avlägsna dem genom trycket som skapas i den nedre änden av röret.
En vakuummaskin behöver en barometrisk kondensor för att bli av med luft, avgaser och andra ångor.
Enheten är gjord för att kyla och kondensera inkommande ångor och samtidigt sänka trycket på de gaser som redan finns där.
Motflöde och parallellflöde är de två huvudtyperna av barometriska kondensorer.
Typer av barometriska kondensorer
- Multi-jet barometrisk kondensor.
Den enklaste och mest kostnadseffektiva designen är den barometriska multijetkondensorn.
Den behöver ingen separat luftpump eller förkylare och används ofta på platser där det finns mycket billigt vatten.
Barometrisk kondensor med flera sprayer.
Den barometriska multispraykondensorn drar icke-kondenserbara material till en förkylare genom en luftsugande kammare.
När vatten kommer ut ur ett spraymunstycke kyler det luft- och ångblandningen och gör att nästan all ånga kondenseras.
Resten av blandningen som går till luftpumpen är nära samma temperatur som sprayvattnet.
Detta innebär att luftpumpen inte kan ta bort så många kondenserbara ångor.
- Barometrisk motströmskondensor.
Barometriska motströmskondensorer används när det inte finns tillräckligt med vatten eller när det finns för många icke-kondenserbara och en separat vakuumpump behövs.
Förhållandena i området kan också kräva ett sidoånginlopp.
Komponenter i en barometrisk kondensor
En barometrisk kondensor har en kropp och ett vattenmunstycke som skruvas in i kroppen.
Vattenmunstycket kan antingen spruta eller spruta vatten.
Vatten kommer in genom två portar och går ut genom ett utlopp, medan ånga kommer in genom en tredje port och går ut genom ett annat utlopp.
Barometriskt ben
Ett barometriskt ben är ett kondensatavlopp som består av ett benrör mellan förkondensorn och varmbrunnen.
Direktkontaktkondensatorer, som också kallas förkondensatorer, kallas ofta för barometriska kondensorer eftersom kondensatet vanligtvis rinner ut genom ett barometriskt ben.
Förkondensatorer kan få tillbaka värdefulla kolväten eller vatten, som båda ofta används i nästa steg av olje- och gasbearbetning.
De kan också göra det möjligt att tillverka vakuumpumpar som är mindre, vilket skulle spara pengar och energi.
Revolutionera din industriella kylning med barometrisk kondensor
Fortfarande svårt att förstå? Låt mig ändra synvinkeln lite:
Är du trött på att använda gammal ineffektiv teknik för att försöka kyla ner dina industriella processer? Vill du ha en lösning som är enkel att använda och fungerar väldigt bra?
Nåväl, du har tur, för idag ska vi prata om en revolutionerande ny uppfinning som förändrar spelet när det kommer till industriell kylning: den barometriska kondensorn.
Ja, det stämmer, glöm alla de där snygga, högteknologiska kylsystemen som behöver mycket underhåll och som är svåra att installera.
Allt du behöver är ett långt, vertikalt rör och lite gammaldags atmosfärstryck för att göra jobbet.
När du har en barometrisk kondensor, vem behöver komplicerad teknik?
Okej, det var bara ett skämt för att se ut som en tv-reklam.
Låt oss nu gå tillbaka till förklaringen.
Driftsprinciper för barometrisk kondensor
En barometrisk kondensor är en kontaktkondensor som använder ett långt, vertikalt rör i vilket kondensatet och kylvätskan flödar.
Trycket i den nedre änden av röret tvingar ut kondensatet och kylvätskan ur röret.
Detta avsnitt kommer att diskutera funktionsprinciperna för en barometrisk kondensor mer i detalj.
Tryckskillnad och statiskt huvudtryck
Trycket i botten av det vertikala röret tvingar ut kondensatet och kylvätskan ur den barometriska kondensorn.
Detta beror på att kondensatets statiska tryckhöjd är starkare än någon tryckskillnad.
Röret mellan kondensorn och mottagartanken kallas ett "barometriskt ben", och det måste byggas rätt annars kommer det att skada prestandan.
Slutrörshöjd och dränering
Avgasröret på det barometriska benet bör vara åtminstone tillräckligt högt så att systemet kan dra ett rent vakuum och vatten och kondensat kan rinna fritt.
Eftersom kondensatet rinner ut på grund av gravitationen måste det vara tillräckligt högt för att säkerställa att det inte kommer in i några områden med högt tryck.
Så det är viktigt att få rätt höjd på avgasröret för att se till att det dränerar bra och inte förlorar någon prestanda.
Fördelar och nackdelar med barometrisk kondensor
Barometriska kondensorer är en typ av ångkondensor som använder gravitation istället för en pump för att skicka insprutningsvatten ut ur ett avgasrör.
I det här avsnittet kommer vi att prata om för- och nackdelar med att använda en barometrisk kondensor.
Fördelar
- Immunitet mot översvämning: Barometriska kondensorer kan inte svämmas över om de är förberedda eller om vätska kommer in i dem.
- Kortare avgasledningar: Barometriska kondensorer möjliggör kortare avgasledningar, vilket sänker första kostnader och minskar risken för läckage.
- Lågt underhåll: Det finns inga rörliga delar, så underhållet är enkelt och kondensorn tar inte upp mycket plats.
Nackdelar
- Drifttemperaturområde: Den barometriska motströmskondensorn kan arbeta med skillnader på 3 till 5°F mellan temperaturen på avloppsvattnet och temperaturen för ångdaggpunkten. Detta betyder att den kanske inte fungerar lika bra som andra ångkondensatorer.
- Återanvändning av kondensat: Eftersom både kylvatten och kondensat dumpas i samma ström, kan kondensatet inte användas igen.
Jämförelse med andra ångkondensorer
- Jetkondensatorer: Jetkondensatorer är lätta att bygga, kostar inte mycket att installera eller underhålla och tar upp mindre golvyta än ytkondensatorer.
De är dock inte lämpliga för anläggningar med hög kapacitet, slöser mer kondensat än andra typer av ångkondensorer och kräver hög effekt för sin luftpump.
- Ytkondensorer: Initiala kostnader för ytkondensorer är högre än för andra typer av ångkondensorer, men de kostar mindre att underhålla.
De gör kondenserat vatten som är fritt från föroreningar och som kan sättas tillbaka i systemet.
Även vatten som inte är särskilt bra för kylning kan användas eftersom det inte blandas med det kondenserade vattnet.
De fungerar bra för stora anläggningar och hjälper anläggningar att arbeta mer effektivt.
Typer av barometrisk kondensor
Kondensorer för motflöde och parallellflöde
Det finns två huvudtyper av barometriska kondensorer: motflöde och parallellt flöde.
Motströmskondensorer är konstruerade så att ångorna och kondensvätskan strömmar i motsatta riktningar, medan parallellflödeskondensorer är konstruerade så att ångorna och kondensvätskan strömmar i samma riktning.
Direktkontakt (för-)kondensorer
Direktkontaktkondensorer, även kallade förkondensatorer, kallas ofta barometriska kondensorer eftersom kondensatet vanligtvis rinner ut genom ett barometriskt ben.
Ett benrör mellan förkondensorn och varmbrunnen utgör ett barometriskt ben, vilket är ett kondensatavlopp.
Kondensatet rinner ner genom tyngdkraften genom benet och in i värmebrunnen, där det samlas upp.
Schutte & Koerting barometriska kondensorer
Schutte & Koerting tillverkar barometriska multijetkondensorer som inte behöver en extra luftpump eller förkylare.
Detta gör dem perfekta för situationer där belastningen alltid är densamma.
De gör också barometriska motströmskondensorer, som inte rör sig och inte behöver mycket underhåll.
Dessa typer av barometrisk kondensor används där vattentillförseln är begränsad eller en överdriven mängd icke-kondenserbara ämnen kräver användning av en separat vakuumpump.
Faktorer som påverkar barometrisk kondensorprestanda
I nedströms olje- och gasbearbetning, till exempel, används barometriska kondensorer för att kyla in inkommande ångor och göra dem mindre varma så att de kan kondensera.
För att få ut så mycket som möjligt av dem bör du tänka på ett antal saker, till exempel:
- Temperaturen, flödeshastigheten och temperaturökningen för kylvattnet:
Temperaturen och flödet av kylvattnet har en direkt inverkan på hur väl en barometrisk kondensor fungerar.
Ett högre flöde av kylvatten kan öka värmeöverföringshastigheten, vilket i sin tur gör att kondensorn fungerar bättre.
- Icke-kondenserbar och kondenserbar belastning:
När icke-kondenserbara gaser som luft finns i kondensorn, kan de göra den mindre effektiv genom att minska området där värme kan överföras.
På samma sätt kan en hög koncentration av kondenserbara gaser, som ånga, också göra att kondensorn fungerar sämre.
- Nedsmutsning:
När avlagringar byggs upp på värmeöverföringsytorna på kondensorn, blir den effektiva värmeöverföringsytan mindre.
Detta gör kondensorn mindre effektiv.
Nedsmutsning kan uppstå på grund av fjällning, korrosion eller tillväxt av organismer.
- Kvaliteten på ånga:
Kondensorns effektivitet kan påverkas av kvaliteten på ångan som går in i den.
Om ångan inte är bra, som om den är våt, kan den bromsa värmeöverföringshastigheten och göra kondensorn mindre effektiv.
- Kylvattenförsörjning och tryckfallet:
Hur väl kondensorn fungerar kan påverkas av hur mycket kylvatten som finns tillgängligt och hur stort tryck den har.
Om det inte finns tillräckligt med kylvatten eller om trycket sjunker för mycket kan det sakta ner värmeöverföringshastigheten och göra kondensorn mindre effektiv.
På kalla platser kan kondensorns återcirkulerande avloppsvatten frysa och skada maskinen.
Frysskydd kan ges genom att sätta vattenvärmeelement i varje kondensor.
- Behandling av vatten:
Genom att behandla vattnet kan mängden lösta fasta ämnen och andra kemikalier i kylvattnet sänkas.
Detta kan bromsa hastigheten med vilken vatten tas ut ur kondensorn.
- Kondensorer som kyler med luft:
I kallt klimat kan luftkylda kondensorer användas för att förhindra att avloppsvattnet fryser.
- Kondensortryck:
Hur väl kondensorn fungerar kan påverkas av hur mycket tryck som är i den.
När trycket är lågt kan kokpunkten för vattnet i kondensorn gå ner, vilket gör kondensorn mindre effektiv.
- Utsliten utrustning:
För att kondensorn ska fungera bättre bör korroderade eller utslitna delar bytas ut.
Designöverväganden
Den barometriska kondensorn fungerar bäst när barometerbenet, som i grunden är ett kondensavlopp, är gjord på ett visst sätt.
Det barometriska benets slutrör ska vara rakt upp och ner, utan böjningar åt sidan, så att kondens kan rinna av ordentligt.
När bubblor fastnar i avgasrör, varma brunnar eller flytfällor kan de göra mycket skada på utrustningen, som att slita isär turbinbladen.
För att säkerställa att vätskan flödar bra bör riktningsändringar i det barometriska benet vara minst fem rördiametrar, eller fyra fot, från varandra.
Multi-Spray Barometric Condensor fungerar bra eftersom den har parallellt flöde och inga rörliga delar i vakuumkammaren.
Det betyder att den inte behöver fixas lika ofta som utrustning med rörliga delar.
Välja barometrisk kondensor för en specifik tillämpning
För att välja rätt barometrisk kondensor för en given applikation måste du tänka på ett antal saker.
För att välja den bästa kondensorn måste du tänka på vilken typ av vätska eller gas som kondenseras, dess volym och temperatur, hur effektiv du vill att den ska vara och hur mycket utrymme och pengar du har.
Noggrann hänsyn bör tas till applikationens specifika behov och prestandakraven.
Temperaturöverväganden
När du väljer en barometrisk kondensor måste du tänka på inlopps- och utloppstemperaturerna för vätskan eller gasen som kondenseras, såväl som temperaturen i rummet där kondensorn ska placeras.
Denna information kommer att användas för att ta reda på hur mycket kyleffekt kondensorn behöver.
Val av kylvätska för HVAC-applikationer
I VVS-system måste kylvätskan som ska användas väljas.
Det finns många olika typer av köldmedier, och de flesta av dem har nummernamn som är baserade på ASHRAE-köldmediebeteckningar.
Köldmediets prestanda bestäms mestadels av dess prestandakoefficient (COP), som är förhållandet mellan mängden värme som tas ut ur utrymmet som kyls och mängden arbete som krävs för att ta ut den värmen.
Rörledningar för vakuumsystem
När du väljer en barometrisk kondensor är det viktigt att välja en med rätt rör för vakuumsystem.
Barometertrycket på installationsplatsen och det förväntade tryckfallet över kondensorn bör användas för att räkna ut höjden på barometerbenet.
Röret mellan kondensorn och mottagartanken kallas det "barometriska benet", och det måste vara tillräckligt högt för att förhindra att kondens kommer in i vakuumpumpen eller kompressorn.
Om de barometriska benen inte är rätt gjorda kommer kondensorn inte att fungera lika bra.
Numerisk analys
Rätt barometrisk kondensor kan väljas med hjälp av numerisk analys.
Datormodellering kan hjälpa till att göra kondensorn så effektiv och effektiv som möjligt.
Den kan också användas för att simulera olika arbetsförhållanden och se hur olika designparametrar påverkar systemet.
Konsultation med en kvalificerad ingenjör
Sammantaget kräver att välja rätt barometrisk kondensor för en given applikation noggrann eftertanke om ett antal saker, såsom temperatur, vätske- eller gasvolym, effektivitet och utrymmes- och budgetbegränsningar.
Att prata med en kvalificerad ingenjör eller kondensortillverkare kan hjälpa till att se till att rätt kondensor väljs för jobbet.
Tillämpningar av barometrisk kondensor i industrin
Barometriska kondensorer används i många olika branscher eftersom de är ett kostnadseffektivt sätt att bli av med luft, avgaser och andra ångor från vakuumutrustning.
Låt oss titta på några av de fält där barometriska kondensorer ofta används.
Livsmedelsindustrin
Barometriska kondensorer används för att bearbeta olja, mjölk och andra livsmedel inom livsmedelsindustrin.
De är mycket viktiga för att bli av med oönskade gaser som kan skada kvaliteten på maten.
Sockerraffineringsindustrin
Sedan nästan 100 år tillbaka har barometriska kondensorer använts för att bearbeta socker.
De används för att bli av med luft och andra gaser i vakuumpannor, vilket hjälper till att koka socker.
Alkoholväxter och destillerier
I alkoholfabriker och destillerier används barometriska kondensorer för att avlägsna luft och andra gaser från destillationsprocessen.
Detta säkerställer att alkoholen som görs är ren och av god kvalitet.
Massa- och pappersbruk
Barometriska kondensorer används inom massa- och pappersindustrin för att ta ut luft och andra gaser ur vakuumsystemen som används för att avvattna massan.
Petroleumraffinaderier
I oljeraffinaderier tas luft och andra gaser ut ur vakuumdestillationssystemen med hjälp av barometriska kondensorer.
Detta säkerställer att oljan som görs är av hög kvalitet och ren.
Salttillverkningsanläggningar
I fabriker som tillverkar salt används barometriska kondensorer för att få bort luft och andra gaser från vakuumsystemen som avdunstar saltlake.
Kemiska anläggningar
Olika typer av kemiska anläggningar använder också barometriska kondensorer.
De används för att bli av med gaser som inte hör hemma i vakuumsystem som används i olika kemiska processer.
Barometriska ben och ejektorsystem
Barometriska kondensorer kan inte fungera utan de barometriska benen.
De är gjorda för att förhindra att kondensorn blir översvämmad.
Den typ av kondensat som tas bort bör användas för att bestämma hur högt det barometriska benet ska vara.
Till exempel behövs en barometrisk benhöjdsberäkning för att säkerställa att ett felaktigt antagande inte får en anläggning att fungera dåligt.
Barometriska kondensorer kan också användas som en del av ett ejektorsystem för att förbättra utbytesprestandan hos råvakuumenhet tung vakuumgasolja (HVGO).
Kondensorn kyler och kondenserar ångorna som kommer in, vilket gör att ejektorsystemet fungerar bättre.
Kort sagt, barometriska kondensorer används i många olika branscher eftersom de är ett kostnadseffektivt sätt att bli av med luft, avgaser och andra ångor från vakuumutrustning.
De är en viktig del av livsmedelsindustrin, sockerraffinering, alkoholfabriker och destillerier, massa- och pappersbruk, oljeraffinaderier, saltfabriker och många andra typer av kemiska anläggningar.
Syftet med barometriska ben är att hålla kondensorn från att svämma över, och de bör ha rätt höjd för att fungera bra.
Effektivitet och kostnadsjämförelse med andra kondensortyper
Barometriska kondensorer är direktkontaktkondensatorer som används i många industrier för att avlägsna luft, avgaser och andra ångor från vakuumutrustning.
De har inga rörliga delar i vakuumkammaren, vilket minskar stilleståndstiden som kommer med utrustning som gör det.
Det finns olika typer av barometriska kondensorer, såsom multi-jet barometriska kondensorer, multi-jet spray typ barometriska kondensorer, multi-spray barometriska kondensorer och barometriska motströms kondensorer.
När det kommer till hur bra de fungerar och hur mycket de kostar finns det ingen klar vinnare bland de olika typerna av kondensorer.
Beroende på situationen bör varje typ av kondensor användas på rätt sätt.
Luftkylda kondensorer
Luftkylda kondensorer är lättare att bygga än vattenkylda, men de flyttar inte värme lika snabbt eftersom luft har en lägre utbyteskoefficient än vatten.
För det mesta används den här typen av kondensorer på platser där vatten är svårt att få tag på eller där människor vill spara vatten.
Luftkylda system däremot använder mycket energi, bullrar mycket och tar mycket plats.
Vattenkylda kondensorer
Vattenkylda system överför värme snabbare än luftkylda system, men de är svårare att designa eftersom man måste tänka på hur man kontrollerar vattenflödet och stoppar korrosion.
Vattenkylda kondensorer används ofta i stora industriella miljöer eftersom de fungerar bra och kan kyla mycket värme.
Men de behöver en jämn tillförsel av kylvatten och det rätta sättet att behandla vatten för att hålla dem från att bli smutsiga, fjäll och rosta.
Sammanfattningsvis är barometriska kondensorer ett snabbt och billigt sätt att bli av med luft, avgaser och andra ångor från vakuumutrustning.
När det gäller att välja en kondensortyp finns det inget entydigt svar.
Istället bör varje typ väljas utifrån applikationens specifika behov.
Saker att tänka på är tillgången på kylvatten, dess effektivitet, kostnad, fotavtryck, energianvändning, ljudnivå och vattenbesparing.
Att prata med en kvalificerad ingenjör eller kondensortillverkare kan hjälpa till att se till att rätt kondensor väljs för jobbet.
Material som används för barometrisk kondensorkonstruktion
Barometriska kondensorer används för att rensa vakuumutrustning från luft och andra ångor.
De har två huvuddelar: skalets kropp och sprayanordningen (erna).
Barometriska kondensorer är gjorda av ett antal olika saker, såsom:
- Gjuten järn.
- Kolstål.
- Plast med glasfiber i.
- Haveg.
- Grafit.
- Alla svetsbara legeringar.
Materialval
Valet av material för en barometrisk kondensor beror på ett antal saker, till exempel vilken typ av kylvätska som används i kylning eller tillgången på vatten.
Kontaktkondensatorer är ofta gjorda av kolstål, medan värmeväxlare vanligtvis är gjorda av koppar, mässing, aluminium eller rostfritt stål.
Några av de saker som påverkar materialvalet är mängden icke kondenserbara ämnen och mängden vatten som finns tillgängligt.
Om det finns mycket billigt vatten tillgängligt är en barometrisk kondensor det bästa valet eftersom den har den enklaste designen och inte behöver någon extra utrustning.
När kylvattnet är hårt eller det finns risk för korrosion kan glasfiberarmerad plast och andra material som inte rostar användas.
Slutsats
Sammanfattningsvis är den barometriska kondensorn en fantastisk teknik som har förändrat hur vi gör saker i den industriella världen.
Genom att använda kraften från atmosfärstrycket kan vi skapa ett mycket effektivt och effektivt kylsystem som kan ändras för att passa ett brett användningsområde.
När vi fortsätter att tänja på gränserna för vad som är möjligt är det tydligt att den barometriska kondensorn kommer att spela en allt viktigare roll i våra ansträngningar att bygga en mer hållbar, effektiv och innovativ framtid.
Så låt oss alla lära oss av denna fantastiska teknik och fortsätta att driva oss själva till nya nivåer av teknisk excellens, drivna av en önskan att lära och en önskan att göra världen till en bättre plats för alla.
Länkar och referenser
Steam Jet vakuumsystem:
https://www.s-k.com/steam-jet-vacuum/barometric-condensers.cfm
Dela på…
