Добрый день!
Подскажите о возможности использования невозвратного пара для нагрева воды. Возможно ли для подогревать воду подавая пар через перфорированную трубу в воду, вода находится в открытой емкости. Температура нагреваемой воды от 5 до 30 С. Пар будет подаваться через регулирующее устройство для ограничения температуры воды, расчетный расход пара 1,8 т/ч. Давление пара в паропроводе от 1 до 1,5 МПа. Конденсат и часть подогретой воды постоянно сливается и поступает холодная вода.
Поделитесь опытом, если кто то работал с такими подогревателями. Если есть литература, в которой есть описание, или специальные устройства, предназначенные для такого подогрева, можно дать ссылку или название.

Барботаж это зовется, самы простой способ нагреть воду паром. Самый шумный при этом.
В 2008-м построили фанерный комбинат, для пропарки кряжа установили емкости кубов по тридцать, с водой. До дна опустили трубу Ду 50 и вдоль дна ее пропустили, с двумя рядами отверстий вдоль оси, из "расчетов" - сумма живого сечения отверстий равна сечению трубы Ду 50. Чем больше подавали давление пара, тем дальше было слышно с открытой площадки. В пяти км начинался жилой массив, и проезжая тихим осенним вечером нашу работу было весьма заметно, беспокоились, как бы не прикрыли лавочку. Правда, это только на этапе проверки оборудования при холостой обкатке. Когда фанерный заработал, треск из бассейнов дальше км уже не было слыхать.
Второй способ относительно тихий, но значительно дороже. Приобретается пароводяной эжектор, в котором и происходит нагрев смешением, от него треска нет.

Галиев, спасибо за ответ. При работе подогревателя насколько сильный шум был рядом с емкостями при использовании барботажа, возможно ли рядом с ними стоять без наушников. насколько понимаю шум будет зависеть от расхода пара, какой расход был у Вас?

Да. верно. Это называется барботаж.
Однако от шума и от перерасхода пара можно избавиться. По крайней мере значительно снизить его. Это достаточно просто.
Чтобы долго не писать, прилагаю статью на эту тему.
Мой опыт работы с такими устройствами длительный. Обвязали несколько десятков емкостей от 1 м3 до 400м3 и кроме как инжекторами, не пользуемся. Если процесс простой и грубый, например бассейны ГТО в фанерном производстве, то согласен с коллегой - перфорированная труба это то что надо. Если необходимо поддерживать более менее точно температуру и, не иметь вибраций, шума и пара с верхней части емкости, то конечно я бы рекомендовал применить инжекторы.

gilepp, спасибо за статью.
Если правильно понимаю, то наибольший шум будет, если пар подавать просто из трубы - при этом будут большие выходить большие пузыри, которые при схлапывании будут вызывать сильный шум и вибрацию?
Если сделать трубу с большим количеством небольших отверстий, то пузырьки будут меньше и шума с вибрацией станет меньше.
Применить инжектор будет проблематично, т.к. нагреваемая вода вода с большим количеством примесей и грязи, и небольшие зазоры для прохода воды в инжекторе скорее всего быстро забьются.
Пока хочется понять насколько будет сильный шум при барботаже через отверстия, возможно ли находится рядом с установкой без использования СИЗ.

при этом если сделать слишком много отверстий, то вода будет затекать через дальние отверстия в трубу и гидроудары будут уже в трубе, что на порядок увеличит шум и вибрацию

типичная проблема барботёров это диапазон стабильной работы

Площадь сечений отверстий сделаем равной площади подводящей трубы, а диаметр отверстий при этом какой лучше делать, если не учитывать трудоемкость изготовления?

Почему равной?
Если суммарное проходное сечение отверстий будет большим, то давление пара внутри барботёра будет меньше давления столба воды снаружи и вода зальёт барботёр

Может неправильно написал, делать будем сумму площадей отверстий равной площади подводящей трубы.
Сейчас вопрос в диаметре отверстий, 5 мм отверстия будут оптимальными?
Насколько понимаю, когда емкость полная и пар не подается в распределительной трубе будет вода. После подачи пара вода будет вытесняться паром, а потом в распределительной трубе должен остаться только пар (если установка работает на номинальной мощности). Если подачу пара уменьшаем, то давление в распределительной трубе может упасть и в нее попадает вода, после чего могут начаться гидроудары.
Уровень воды над трубой будет 1-1,2 м.

Почему равной? Почему скорость пара в отверстии и скорость в трубе должны быть одинаковыми? Исходя из каких критериев выбирают скорость в трубе? Эти критерии применимы к барботёру?


Почему вытесняться? Вода в нижней половине барботёра, а отверстия в верхней? Как пар вытеснит воду вверх? Вы себе как вообще вытеснение представляете? Если я в Пятёрочке куплю бутылку воды, откручу пробку и буду сильно дуть в бутылку, то вода польётся через горлышко?

На производстве был у нас кустарный эжектор для откачки колодцев и приямков - типа открытого конуса, куда на широкую сторону было приделано сопло со шлангом Ду25, а с узкой стороны конуса был приделан рукав. Кидали этой байду в яму, включали пар и из рукава вытекала теплая вода, а яма откачивалась. Шумело не особо сильно.
Я к чему - выше предложили схему с насосом и эжектором. Можно сразу эжектор внутрь запихать (вместо перфорированной трубы)

Элеватор?

Скорость пара в подводящей трубе не более 30 м/с, зная необходимый расход пара и его удельный объем при заданном давлении (с учетом того, что давление перед барботером будет значительно ниже давления перед регулятором) - из этого получаем диаметр подводящей трубы. Для расчета буду брать давление в подводящей трубе 1 атм избыточного давления.
Отверстия в трубе для вытеснения воды можно расположить в нижней части трубы или в середине (тогда труба будет пустой наполовину). Или есть принципиальная разница по расположению и площади сечения отверстий на трубе при выходе пара. Раньше приходилось разрабатывать барботеры, но там был газ и все намного проще. Можно сам барботер расположить с уклоном (часть перфорированной трубы со стороны подачи пара будет выше.

О равенстве сечения подводящей трубы и площади сечения отверстий писал выше Галиев. (не могу вставить ссылку на сообщение).

Применить эжектор не получится, т.к. вода загрязненная: песок, трава, может мусор будет попадать. Если мусором забьется канал по которому поступает вода к соплу, то в целом установка начнет работать как просто труба, опущенная в воду. Если есть литература, в которой есть расчет таких эжекторов, поделитесь. Если по расчетам будут получаться достаточно большие зазоры, то можно будет применить эжектор

Чем больше количество отверстий и меньше их диаметр, тем более "жужащим" будет звук схлопывающихся пузырьков пара. Волнообразно.
И еще вспомнилось, при отключении подачи пара на барботаж, вода из емкости заполняла паропровод, напрочь!

Т.е. прерыватель вакуума нужен, обязательно.

Прерыватель вакуума обязательно поставим

Прошу пояснить, как это может произойти, если высота столба воды в емкости несколько метров, а давлений пара 1,0-1,5 МПа?

Del

Это давление в питающем паропроводе 1,0-1,5МПа, не в барботёре и даже не в подводящем паропроводе. В гидравлической сети между паропроводом и барботёром будет дроссель, пусть даже топикстартер не понимает что это такое, зачем нужен, какие бывают и как работают.
Давление в барботёре = давление столба воды + сопротивление отверстий. Давление столба воды величина постоянная, а сопротивление отверстий переменная. Зависит от расхода пара, расход пара зависит от нагрева воды.
Следовательно если нагрев воды будет небольшим, то и перепад давления отверстиям будет небольшим. Значит профиль давлений по длине барботёра будет разным, значит поток будет распределён по отверстиям неравномерно. Чем ближе величина перепада давления по отверстиям к давлению столба жидкости тем больше профиль. Учитывая, что давление столба воды всего 10кПа, неравномерность в начало-конец барботёра должна быть совсем небольшой чтобы поток пара пошёл в дальние от входа отверстия.

Суть вопроса топикстартера чтобы было меньше шума. Меньше шума это когда много мелких отверстий с маленькой скоростью в них. Маленькая скорость в отверстиях значит незначительный перепад давления. Незначительный перепад давления помноженный на небольшую глубину затопления (всего 1 метр) означает крайнюю чувствительность барботёра к диапазону расхода. В верхней границе диапазона скорость слишком большая и происходит прорыв пара на поверхность. В нижней границе диапазона перепад давления по отверстию сравняется с давлением столба жидкости, неравномерность расхода пара через ближайшие-дальние отверстия станет слишком большой и расход пара через дальние отверстия упадёт и перепад давления через давльние отверстия снизится меньше 10кПа. Как только баланс давлений до-после отверстия станет отрицательным вода польётся внутрь.

Что за загрязнения? Какое размер частиц?

взвесь песка, трава, листья (даже после фильтров с ячейкой сетки 5х5 иногда проходит)

Да нет, эжектор типа трубного переходника 150х80. С широкой стороны сопло подведено трубой 27 или 32, а на узкую гофрорукав 80 или 100 одет был. Подводка пара изогнута на 180, чтобы шланги в одну сторону торчали. Вход воды в кольцевое сечение между широкой кромкой перехода и соплом. Эту байду в яму кидали и она качала и ещё как. Нарисовать надо, объяснить трудно

Да, это прикольная штука. Западные компании их за нереальные деньги предлагали помню. Хотя по сути там ничего высокотехнологичного и нет. Конечно можно изготовить так, чтобы было дорого. Но можно, как вы сказали. Работать могут одинаково хорошо)

У нас точно кустарный был. Правда не знаю, как механик диаметр сопла подбирал и глубину погружения сопла в этот конус. Возможно это забытые технологии предков (когда-то на заводе был ПКО), а может методом ПиО

Нагрев воды в баню. нужно было нагреть 10 т проточной воды с 10 до 55 оС. вода подогревалась в смесителе и сливалась в емкость. давление пара 0,3-0.4 мпа . воды 0,2-0,3 мпа. за 1 -1,5 часа вода нагревается. на чертеже нет распылителя который на фото - с ним шум заметно уменьшился. диам. отв. 6 мм.

Если быть точным, то это не смеситель, а эжектор.

Добрый день.
Для чего в перфорированной трубе (д.50мм) куда подается пар, вставлена пружина? Нагрев воды в промышленной стиральной машине.

Это же какой производительности у вас стиральная машина? Были у меня в заведовании американские стиральные машины BRAUN с загрузкой сухого белья 50 кг. Так вот у них нагрев воды осуществлялся паром и диаметр перфорированной трубы из нержавейки был то ли 3/4" то ли 1", точнее не помню так как их демонтировали в 2015 году. Скорее всего у вас какой-то самодельный нагрев. Ради профессионального интереса можете указать марку стиральной машины, длину перфорированной трубы и как осуществляется подача пара (ручная или автоматическая)?

Что бы, не залетела!

Стиральная машина на 150 кг, SailStar MSM 150. диаметр трубы 1", длина примерно 50см. Машина 2005 года. Нагрев заводского исполнения, не колхоз. Подача пара производиться автоматически.

150 килограмм сухого белья это круто. Но Вы же сами сейчас написали что диаметр трубы 1". У вас в трубе классическая пружина или что-то похожее на неё? Можете сделать фото?