Kondenser pompası nasıl çalışır?
Büyük bir endüstriyel tesiste su buharı pompalanırken, her zaman buharda bulunan veya tesisteki sızıntılardan kaynaklanan belirli bir miktarda hava söz konusudur (hava ve su buharı ile ilgili aşağıdaki hususlar elbette su buharı dışındaki buharlar için de genel olarak geçerlidir). Bu nedenle kondenser bir gaz balast pompasıyla desteklenmelidir (bkz. Şekil 2,41) ve bu nedenle her zaman - Roots pompası gibi - birlikte çalışır. Gaz balast pompasının işlevi, aynı anda çok fazla su buharı pompalamadan, genellikle ilgili su-buhar karışımının yalnızca küçük bir kısmını oluşturan havanın bir kısmını pompalamaktır. Bu nedenle, sabit durumdaki kondenser ve gaz balast pompası kombinasyonunda, kaba vakum bölgesinde meydana gelen akış oranlarının daha fazla dikkate alınmadan kolayca değerlendirilemeyeceği anlaşılabilir. Süreklilik denkleminin basit bir şekilde uygulanması yeterli değildir, çünkü artık kaynaksız veya lavabosuz bir akış alanı söz konusu değildir (kondansatör, yoğuşma prosesleri temelinde bir lavabodur). Bu, özellikle bu noktada vurgulanmaktadır. Kondenser - gaz balast pompası kombinasyonunun "çalışmıyor" olduğu pratik bir durumda, arızanın kondenserden kaynaklanması gerekçesiz olabilir.
Şekil 2,41 Kondansatör (I) aşağı akış gaz balast pompası ile (II) Kaba vakum aralığında büyük miktarlarda su buharı pompalamak için (III) - ayarlanabilir gaz kelebeği.
- Kondansatör girişi
- Kondansatörün boşaltılması
- Metni görüntüle
Kondenser pompası uygulamaları
Daha büyük miktarlarda su buharı pompalamak için kondenser en ekonomik pompadır. Prensip olarak kondenser, kondenser sıcaklığı su buharının çiy noktasının yeterince altında olacak ve ekonomik bir yoğuşma veya pompalama etkisi sağlanacak şekilde soğutulur. Ancak soğutma için tuzlu su ve soğutucular (NH3, Freon) gibi ortamlar da kullanılabilir.
Gaz balast ile kombinasyon
Kondenser ve gaz balast pompası kombinasyonunu boyutlandırırken aşağıdaki noktalar dikkate alınmalıdır:
a) su buharı ile aynı anda pompalanan kalıcı gazların (hava) oranı çok büyük olmamalıdır. Kondenser çıkışındaki toplam basıncın yaklaşık %5'inden fazla olan kısmi hava basınçlarında, kondenser yüzeylerinin önünde belirgin bir hava birikimi oluşur. Bu durumda kondenser tam kapasitesine ulaşamaz (ayrıca Gazların ve buharların eş zamanlı pompalanmasıyla ilgili Gazların pompalanması (ıslak proses) sayfasındaki hesaba bakın).
b) kondenser çıkışındaki su buharı basıncı (yani gaz balast pompasının giriş tarafında) (gazların pompalanması (ıslak proses) sayfasında daha ayrıntılı olarak açıklanan kalıcı gaz miktarı aynı anda pompalanmadığında) ilgili gaz balast pompasının su buharı toleransından büyük olmamalıdır. Uygulamada her zaman önlenemeyeceği gibi, kondenser çıkışında daha yüksek bir su buharı kısmi basıncı bekleniyorsa, kondenser çıkışı ile gaz balast pompasının giriş portu arasına bir kısma parçası yerleştirilmesi uygundur. Bu gaz kelebeğinin iletkenliği değişken ve düzenlenmiş olmalıdır (bkz. sayfa: İletkenliğin hesaplanması ), böylece tam kısma ile gaz balast pompasının giriş portundaki basınç su buharı toleransından daha yüksek olamaz. Ayrıca, diğer soğutucuların kullanılması veya soğutma suyu sıcaklığının düşürülmesi genellikle su buharı basıncının gerekli değerin altına düşmesine neden olabilir.
Kondenser ve gaz balast pompası kombinasyonunun matematiksel değerlendirmesi için, kondenserde basınç kaybı olmadığı, kondenser girişindeki toplam basıncın p tot 1, kondenser çıkışındaki toplam basınca eşit olduğu varsayılabilir, p tot 2 ( 2,23)
(2,23)
P tot1 = p tot2
Toplam basınç, hava pp ve su buharı pv kısmi basınç kısımlarının toplamından oluşur: ( 2.23a)
(2.23a)
pp1 + pv1 = pp2 + pv2
Kondenserin etkisinin bir sonucu olarak, kondenserin çıkışındaki su buharı basıncı pD2 her zaman giriştekinden daha düşüktür; (2,23) yerine getirilebilmesi için, çıkıştaki havanın kısmi basıncı pp2 giriştekinden pp1 daha yüksek olmalıdır, (bkz. Şekil 2,43), gaz kelebeği mevcut olmasa bile.
Şekil 2,43 Kondenserdeki basınç dağılımının şematik gösterimi. Dolu hatlar, kondenserde küçük bir basınç düşüşünün meydana geldiği koşullara karşılık gelir (ptot 2 < ptot 1).
Kesikli çizgiler ideal bir kondenser içindir (p tot 2 ≈ p tot 1 ). pD: Su buharının kısmi basıncı, pL: Havanın kısmi basıncı.
- Kondansatör girişi
- Kondansatör çıkışı
Kondenser çıkışındaki daha yüksek hava kısmi basıncı p p2, çıkışta mevcut olduğu sürece sabit bir akış dengesine neden olan bir hava birikimi ile üretilir. Bu hava birikiminden, dengedeki (sonunda kısılan) gaz balast pompası, girişten (1) kondenserden geçen akış kadarını çıkarır.
Kondenser ve gaz balast boyutunun hesaplanması
Tüm hesaplamalar (2.23a)'ya dayanır, ancak pompalanan buharların ve kalıcı gazların miktarı, bileşimi ve basıncı hakkında bilgi mevcut olmalıdır. Kondenser ve gaz balast pompasının boyutu, bu iki miktarın birbirinden bağımsız olmadığı durumlarda hesaplanabilir. Şekil 2,42, 1 m2 yoğuşma yüzeyine ve 40 mbar'lık giriş basıncı p v1'e sahip bir kondenser örneği olarak bu tür bir hesaplamanın sonucunu temsil eder. Kalıcı gazların oranı çok küçükse, bu kondensat kapasitesi saf su buharı için saatte 35 lbs (15 kg) değerindedir. Saatte 1 m3 soğutma suyu, 3 bar hat aşırı basıncı ve 53,6°F (12°C) sıcaklıkta kullanılır. Gaz balast pompasının gerekli pompalama hızı mevcut çalışma koşullarına, özellikle de kondenserin boyutuna bağlıdır. Kondansatörün verimliliğine bağlı olarak, su buharı kısmi basıncı p v2, soğutucu maddenin sıcaklığına karşılık gelen doygunluk basıncı pS'nin daha fazla veya daha az üzerindedir. (53,6°F (12°C) su ile soğutma yaparak, pS15 mbar olurdu (bkz. Bölüm 9'daki Tablo XIII). Buna uygun olarak, kondenser çıkışında hakim olan kısmi hava basıncı pp2 de değişir. Büyük bir kondenserde, pv2 ≈ pS, hava kısmi basıncı pp,2 bu nedenle büyüktür ve pp · V = sabit olduğundan, ilgili hava hacmi küçüktür. Bu nedenle, yalnızca göreceli olarak küçük bir gaz balast pompası gereklidir. Ancak kondansatör küçükse, tam tersi durum ortaya çıkar: pv2 > pS · pp2, küçüktür. Burada nispeten büyük bir gaz balast pompası gerekir. Kondenserleri kullanan bir pompalama işlemi sırasında dahil olan hava miktarı mutlaka sabit olmadığından ancak daha fazla veya daha az geniş sınırlar içinde değiştiğinden, dikkate alınması gereken hususlar daha zordur. Bu nedenle, kondenserde etkili olan gaz balast pompasının pompalama hızının belirli sınırlar dahilinde düzenlenebilmesi gerekir.
Şekil 2,42 Su buharının giriş basıncı pD1'in bir fonksiyonu olarak kondenserin yoğuşma kapasitesi (yoğuşma için mevcut yüzey alanı 1 m2). Eğri a: Soğutma suyu sıcaklığı 53,6°F (12°C). Eğri b: Sıcaklık 77°F (25°C). Her iki durumda da tüketim 3 bar aşırı basınçta 1 m3/sa.
Tablo XIII -148°F (-100°C) ila +284°F (+140°C1) sıcaklık aralığında suyun doygunluk basıncı ps ve buhar yoğunluğu eD
Kondansatör kullanımıyla ilgili pratik hususlar
Uygulamada aşağıdaki önlemler yaygındır:
a) Gaz balast pompası ile kondenser arasına kaba pompalama sırasında kısa devre yapabilecek bir kısma parçası yerleştirilmiştir. Pompanın etkin devir sayısının gerekli değere düşürülebilmesi için kısma parçasının akış direnci ayarlanabilir olmalıdır. Bu değer, pompalama gazları (ıslak proses) sayfasında verilen denklemler kullanılarak hesaplanabilir.
b) Kaba pompalama için büyük pompanın yanına, mevcut minimum gaz miktarına karşılık gelen boyutta, düşük devirli bir tutma pompası takılır. Bu tutma pompasının amacı sadece işlem sırasında optimum çalışma basıncını korumaktır.
c) Gerekli miktarda hava, değişken kaçak valfi aracılığıyla pompanın giriş hattına alınır. Bu ek hava miktarı, daha büyük bir gaz balastı gibi davranarak pompanın su buharı toleransını artırır. Ancak bu önlem genellikle kondansatör kapasitesinin azalmasına neden olur. Ayrıca ilave hava girişi, daha fazla güç tüketimi ve daha fazla yağ tüketimi anlamına gelir. Kondansatörün verimliliği, kondansatördeki havanın çok fazla kısmi basıncıyla kötüleştiğinden, hava girişi kondansatörün önünde olmamalı, genellikle sadece arkasında olmalıdır.
Bir işlemin başlangıç süresi toplam çalışma süresinden kısaysa, teknik olarak en basit yöntem olan kaba işleme ve tutma pompası kullanılır. Çok değişken koşullara sahip prosesler, ayarlanabilir bir kısma bölümü ve gerekirse ayarlanabilir bir hava girişi gerektirir.
Gaz balast pompasının giriş tarafında, soğutma suyu sıcaklığında suyun doygun buhar basıncı kadar büyük olan su buharı kısmi basıncı pv2 her zaman mevcuttur. Bu ideal durum pratikte sadece çok büyük bir kondansatör ile uygulanabilir (yukarıya bakın).
Çalışma prensipleri
Uygulama açısından ve belirtilen temel kurallardan yola çıkarak aşağıdaki iki durumu göz önünde bulundurun:
- Az miktarda su buharı içeren kalıcı gazların pompalanması. Burada kondenser - gaz balast pompası kombinasyonunun boyutu, pompalanan kalıcı gaz miktarına göre belirlenir. Yoğuşturucu işlevi sadece gaz balast pompasının giriş portundaki su buharı basıncını su buharı toleransının altında bir değere düşürmektir.
- Az miktarda kalıcı gazlarla su buharı pompalama. Burada kondansatörün yüksek verimlilikte olması için kondansatördeki kalıcı gazların kısmi basıncının mümkün olduğunca düşük olması aranır. Kondenserdeki su buharı kısmi basıncının gaz balast pompasının su buharı toleransından daha büyük olması gerekse de, mevcut kalıcı gazları pompalamak için gereken kısma ile genellikle nispeten küçük bir gaz balast pompası yeterlidir.
Önemli not: İşlem sırasında kondenserdeki basınç, kondensatın doygun buhar basıncının altına düşerse (soğutma suyu sıcaklığına bağlı olarak), kondenser bloke edilmeli veya en azından toplanan kondensat izole edilmelidir. Bu yapılmazsa, gaz balast pompası kondenserde daha önce yoğuşmuş olan buharı tekrar pompalayacaktır
Vakum Teknolojisinin Temelleri
Vakum pompası temellerini ve proseslerini keşfetmek için "Vakum Teknolojisinin Temelleri" adlı e-Kitabımızı indirin.
Referanslar
- Vakum sembolleri
- Terimler Sözlüğü
- Referanslar ve kaynaklar
Vakum sembolleri
Vakum sembolleri
Pompa tiplerinin ve pompalama sistemlerindeki parçaların görsel bir temsili olarak vakum teknolojisi şemalarında yaygın olarak kullanılan sembollerin sözlüğü
Terimler Sözlüğü
Terimler Sözlüğü
Vakum teknolojisinde kullanılan ölçüm birimlerine ve sembollerin ne anlama geldiğine ve tarihi birimlerin modern eşdeğerlerine genel bir bakış
Referanslar ve kaynaklar
Referanslar ve kaynaklar
Vakum teknolojisinin temel bilgileriyle ilgili referanslar, kaynaklar ve daha fazla okuma
Vakum sembolleri
Pompa tiplerinin ve pompalama sistemlerindeki parçaların görsel bir temsili olarak vakum teknolojisi şemalarında yaygın olarak kullanılan sembollerin sözlüğü
Terimler Sözlüğü
Vakum teknolojisinde kullanılan ölçüm birimlerine ve sembollerin ne anlama geldiğine ve tarihi birimlerin modern eşdeğerlerine genel bir bakış
Referanslar ve kaynaklar
Vakum teknolojisinin temel bilgileriyle ilgili referanslar, kaynaklar ve daha fazla okuma
