Расчет подогревателя низкого давления
Методическое пособие - Физика
Другие методички по предмету Физика
µзразмерные переменные отражают влияние не только отдельных одиночных факторов, но и их совокупности, что дозволяет легче определить физические связи в исследуемом процессе.
Теория подобия устанавливает также условия, при которых результаты лабораторных исследований можно распространить на другие явления, подобные рассматриваемому. Ввиду этого теория подобия является теоретической базой эксперимента. Хотя методами теории подобия вид искомой функции не может быть определен, теория подобия облегчает анализ процесса и описание полученных результатов.
Условия подобия физических процессов, сформулированы ниже в виде трех правил:
) Подобные процессы должны быть качественно одинаковыми, т.е. они должны иметь одинаковую физическую природу и описываться одинаковыми по форме записи дифференциальными уравнениями.
) Условия однозначности подобных процессов должны быть одинаковыми во всем, кроме численных значений постоянных, содержащихся в этих условиях.
) Одноименные определяющие критерии подобных процессов должны иметь одинаковую численную величину.
Сформулированные условия являются определением подобия физических процессов.
Таблица 1.1 -- Основные критерии подобия тепловых и гидродинамических явлений
КритерийСимволНаименованиеПояснениеReКритерий Рейнольдса (критерий режима движения)Характеризует гидродинамический режим потока, является мерой отношения сил инерции и молекулярного трения. Характеризует степень устойчивости потока по отношению к внешним и внутренним возмущениям (при Rе < 2000 возмущения затухают)МКритерий Маевского-Маха (критерий газодинамического подобия)Является мерой отношения между скоростью течения среды и скоростью распространения в ней упругих деформаций EuКритерий Эйлера (критерий подобия полей давления)Является мерой отношения сил давления и инерции в потокеNuКритерий Нуссельта (безразмерный коэффициент теплоотдачи)Характеризует связь между интенсивностью теплообмена и температурным полем в пограничном слое потокаРеКритерий ПеклеЯвляется мерой отношения молекулярного и конвективного переносов тепла в потокеРгКритерий Прандтля (критерий подобия температурных и скоростных полей)Является мерой подобия температурных и скоростных нолей в потоке. При Рг = 1 и grad p = 0 поля температур и скоростей подобныFoКритерии Фурье (критерий тепловой гомохронности)Определяет сходственные моменты времени, отвечающие подобию нестационарных температурных полейBiКритерий Био (критерий краевого подобия)Характеризует связь между полем температур в твердом теле и условиями теплоотдачи на его поверхности, являясь мерой отношения внутреннего и внешнего тепловых сопротивленийStКритерий Стантона Является мерой соотношения между изменением температуры жидкости по длине и движущим температурным напором (или между результатом теплообмена и его причиной)GrКритерий ГрасгофаХарактеризует подъёмную силу, возникающую в жидкости вследствие разности плотностейArКритерий АрхимедаПри условии ? = const идентичен Gr
2. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ КОНСТРУКТИВНОГО РАСЧЁТА ПОДОГРЕВАТЕЛЯ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ
2.1 Общие сведения
Целью конструктивного расчета являются определение поверхности теплообмена и габаритных размеров аппарата.
На ТЭС получили распространение подогреватели вертикального типа. В ПНД поверхность нагрева образуется U-образными трубками из латуни или нержавеющей стали: концы трубок развальцовываются в трубной доске. Трубки применяются тонкостенные с толщиной стенки 0,75…1,0 мм. Вода (основной конденсат) подводится в водяную камеру, разделенную перегородками, и поступает в трубки. Пройдя по трубкам несколько ходов и нагревшись, вода через выходной патрубок выходит из подогревателя.
Пример конструкции ПНД приведен на рис. 2.1. Трубная система заключена в сварной корпус, который имеет фланцевое соединение с водяной камерой. Между фланцами зажимается трубная доска. Устойчивость трубной системе придает легкий каркас, к которому крепятся трубные перегородки, обеспечивающие поперечное омывание трубок паром. Поток пара, поступающий в подогреватель через паровой патрубок, встречается с пароотбойным щитком и растекается внутри корпуса. Дренаж подогревателя стекает в нижнюю часть корпуса, откуда удаляется по сливной линии. Для того чтобы не допустить попадания пара в сливной трубопровод, в нижней части корпуса поддерживается уровень конденсата, который обеспечивается регулирующим клапаном на сливной линии. Этот клапан управляется электронным регулятором, получающим импульс от уровня конденсата в корпусе. Воздух, попадающий вместе с паром в подогреватель, собирается в нижней части корпуса, откуда и удаляется по трубке, соединенной с конденсатором.
Принципиальная схема движения пара и воды в подогревателе изображена на рис. 2.2.
Рисунок 2.1 -- Конструкция подогревателя низкого давления:
1 -- водяная камера; 2 -- трубная доска; 3 -- трубная система;
-- патрубок подвода греющего пара; 5 -- каркас трубной системы;
-- корпус; 7 -- перегородка трубной системы
Исходными данными для конструктивного расчёта являются:
-- давление пара в отборе турбиныротб, бар;
- расход конденсатаGв, т/ч;
- температура конденсата на входе в подогревательtв1, С;
- недогревJ, С;
- диаметр трубок трубного пучка в мм:dн/dвн = 18/16;
- число ходов водыz;
- скорость воды в трубкахwв, м/с;
- расстояние между перегородкамиh, м;
- теплопроводность м?/p>