Поверочный тепловой расчет ТА

Если заданы начальные температуры t{ и t2, расходы теплоносителей Gj и G2, поверхность нагрева — F, размеры и конструкция, а требуется определить конечные температуры t” и t2 и передаваемую мощность, то для прямотока и противотока конечные температуры определяются следующим образом:

где At1 и At2 определяются по известным формулам теплопередачи:

• для прямотока:

• для противотока:

(l

В этих формулах: т= — + — — сумма обратных величин

V С1 С2

водяных эквивалентов; сг = ср1Gj и с2 = cp2-G2 — водяные эквиваленты греющего и нагреваемого теплоносителей соответственно; Ati =t{-1" — разность температур греющего теплоносителя; At' = t{-t2 — температурный напор на входе теплоносителей; к — коэффициент теплопередачи; F — поверхность теплообмена, Пи Z — функции, входящие в приведенные выше выражения для прямотока и противотока соответственно [21].

Поскольку в эти формулы входят водяные эквиваленты и коэффициенты теплопередачи, определение которых без конечных температур весьма приблизительное, обычно задаются конечными температурами, проводят конструктивный расчет и сравнивают полученную поверхность с заданной. Если расчетная поверхность превышает заданную, то расчет повторяют для других значений конечных температур.

Методика расчета пароводяного подогревателя

Примерное задание для конструктивного расчета: определить требуемую поверхность пароводяного подогревателя горизонтального типа (ОСТ 108.271.105—76 типоразмеры ПП2-6-2-Н или ПП1-6-2-И (старое обозначение: 11 ОСТ 34531— 68 или 11 ОСТ 34576—68)) для подогрева воды в системе ГВС или отопления.

На вход межтрубного пространства подается сухой насыщенный пар с давлением Рг; на выходе установлен конденса- тоотводчик.

Вода с температурой t{ подается на вход в трубный пучок, температура воды на выходе t2. Расход воды — G2, кг/с. Диаметры труб: наружный — d2; внутренний — d1} м. Материал труб задан.

Методика расчета

1. Температура насыщения tH, определяется по давлению Рх.

  • 2. Средняя температура воды t2cp = 0,5 • (t2 +1'{).
  • 3. По t2Ср определяют теплофизические свойства воды, по tH — свойства пара и коэффициенты Л, В[1]: р, ср, X, v, Рг, г, А, В.
  • 4. Тепловая мощность подогревателя, Вт:

5. Расход пара, кг/с:

где г| — коэффициент тепловых потерь, т = 0,97...0,99.

6. По справочнику выбирают такой подогреватель, в котором проходное сечение одного хода трубного пучка, м[2], удовлетворяет условию

где w2 — скорость воды в трубках, м/с; р2 — плотность воды при t2cp, кг/м3.

Скорость выбирается из условия что означает наличие турбулентного режима течения:

где v2 — кинематическая вязкость воды при t2cp, м[2]/с.

7. Выписывают все геометрические характеристики выбранного подогревателя: F — поверхность теплообмена, м[2]; D — диаметр корпуса, м; п — число труб в одном ходе; N — общее число труб; m — число рядов по высоте пучка; z — число ходов по воде; /, /— проходные сечения по пару и воде, м[2].

Если они не даны, то их рассчитывают:

где S — шаг пучка, м; I — длина труб, м;п} — число труб в верхнем ряде пучка.

8. Уточняют скорость воды, м/с:

где / — фактическое сечение труб в одном ходе трубного пучка.

  • 9. Определяют средний температурный напор, как указано в параграфе 3.1.
  • 10. Принимают в первом приближении среднюю температуру стенки:

  • 11. Определяют коэффициент теплоотдачи при конденсации пара:
    • а) на одиночной трубе с наружным диаметром d2 для неподвижного пара

б) на трубах верхнего ряда трубного пучка

„ ИЛ2Пп

где П = — ; wln — скорость пара на входе в верхний ряд

g-d2- Pik

/ Gi

пучка, м/с; wln =-L—;

Pin ' /1д

в) средний коэффициент теплоотдачи для всего пучка: где т — приведенное число труб в вертикальном ряде:

  • • для коридорного пучка — равно числу горизонтальных рядов пучка;
  • • для шахматного пучка — половине этого числа.

Средний коэффициент теплоотдачи в пароводяных подогревателях можно также рассчитать по приближенной формуле [24]:

где т — приведенное число труб в вертикальном ряде; tK — средняя температура конденсата: tK =0,5-(tc +tH).

12. Определяют коэффициент теплоотдачи в трубах:

г А

щеЫи2—число Нуссельта в трубах: iVu2 =0,021 -Re^-Pif’43 —- ;

W2a-dl „ VPrcJ

Re2 =—---число Рейнольдса для воды; Ргс — число

V2

Прандтля для воды при tc.

13. Линейный коэффициент теплопередачи:

14. Линейный тепловой поток:

15. Уточняют температуру стенки:

и если |tJ-tc|>l°C, то необходимо повторить расчет п. 11, используя в расчетных формулах t* вместо tc.

16. Определяют расчетную длину труб подогревателя:

и расчетные поверхности теплообмена:

  • • внутреннюю: FBH = n-d1-L;
  • • наружную: FH = n-d2-L.
  • 17. Определяют число секций подогревателя

где FHl — наружная поверхность теплообмена одной секции.

  • [1] Краснощёков Е. А., Сукомел А. С. Задачник по теплопередаче. М. : Энер
  • [2] гия, 1980 (табл. 8.1).
  • [3] гия, 1980 (табл. 8.1).
  • [4] гия, 1980 (табл. 8.1).
  • [5] гия, 1980 (табл. 8.1).
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >