真空脱气设备工作效率和工作能力分析
真空脱气设备工作效率分析
已知一定量的气体在等温时体积(V) 和压力(p) 成反比为
p 1 V1= p 2 V2
已知标准大气压下、50度饱和水的氧气溶解度,为了简便计算, 假设抽水形成真空后, 空气从水中全部析出, 可以求出脱气罐满水时空气的总体积V1。
由式( 4) 可以计算出在表压为- 0.08572MPa 时气体的体积V2, 即抽水时罐中水满时液面下降的体积。经计算此设备可以抽出水的体积为5.92 L, 液面下降高度约为8 cm。
经过脱气后, 系统水中气体含量减少, 水泵抽水时液面下降高度要比刚开始饱和水时的下降高度还要低, 即系统每次处理水量会比5.92 L 还要小。所以很有必要给系统一个进、排水阶段, 将脱气罐中处理过的水抽出一部分, 同时增大下次抽水可以处理水的体积, 提高系统的工作效率。
真空脱气机工作能力分析
(1) 水泵的抽水产生真空的能力取决于水泵的吸程。水泵的最大吸上高度“H”按m 水头计算有
H = p b X 10.2- H v- H s (5)
式中, p b 为大气压力( 可设定为0.1 MPa) , 闭式系统中为系统压力; H v 为汽蚀余量, m 水头; H s 为安全余量, 最小0.5 m 水头。由于是在水泵进口处产生真空, 因此不必考虑汽蚀余量。则水泵的最大吸程可以达到983 m, 表压可以达到- 0.0983 MPa, 满足脱气真空度需求。
(2) 当脱气罐确定后, 整个真空脱气系统所占有主水路水量一定。假设进、排水阶段进入罐中水不会与罐中已脱气水混合, 则系统每个循环的工作时间可以通过计算得出。以假设情况分析, 每个循环处理的水量体积包括: 水泵抽水阶段抽出水的体积,进水排气阶段进水体积, 进、排水阶段泵排出水的体积。
假设进水排气阶段进水也为泵的工作过程, 则每个循环过程处理水量的速率即为泵的流量。选择泵的流量, 可以确定系统的工作能力。经计算此设备每个循环处理水量为30.79 L, 需要的时间为115s, 注入系统已脱气水为29.55 L。这些低含量的水是不饱和水。对气体具有较高的吸收性, 它将吸收系统中的气体以寻求气水平衡。当系统水量为50m3, 水温在50度时, 所需时间用MTLAB 编程计算结果约为192.5 h。
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