Расчет подогревателя низкого давления
Методическое пособие - Физика
Другие методички по предмету Физика
о давления подводится к потоку насосом.
Коэффициенты местных гидравлических сопротивлений отдельных элементов тракта основного конденсата таковы [2]:
- удар и поворот во входной или выходной камерах -- 1,5;
- поворот на 180 из одной секции в другую -- 2,5;
- поворот на 180 в U-образной трубе -- 0,5.
Сумма коэффициентов местных сопротивлений ПНД определяется по формуле
(2.45)
где k1 и k2 -- коэффициенты:
,.
Полное гидравлическое сопротивление подогревателя состоит из сопротивления трубного пучка и всех местных сопротивлений. Оно определяется по формуле
(2.46)
где ?fr -- коэффициент трения, равный 0,03 для стальных труб и 0,02 для латунных; wв -- скорость воды в трубках; ?тр -- длина трубок; z -- число ходов воды; ?f -- плотность подогреваемого конденсата при температуре ; -- сумма коэффициентов местных сопротивлений.
3. ПРИМЕР РАСЧЕТА ПОДОГРЕВАТЕЛЯ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ
3.1 Исходные данные
Давление пара в отбореротб = 7105 Па.
Расход конденсатаGв = 750 т/ч.
Начальная температура конденсатаtв1 = 132 С.
НедогревJ = 4 С.
Диаметр трубок подогревателяdн/dвн = 18/16 мм.
Число ходов водыz = 4.
Расстояние между паронаправляющими перегородкамиh = 1 м.
Скорость конденсата в трубкахwв = 2,0 м/с.
Ускорение силы тяжестиg = 9,81 м/с2.
Коэффициент заполнения трубной доски?тр = 0,65.
Коэффициент трения?fr = 0,02.
Коэффициент теплопроводности металла трубок?м = 117 Вт/(мК).
.2 Тепловой расчёт
Давление греющего пара
Па.
Температура насыщения tн при рп (приложение А)
tн = 161,6 С.
Температура конденсата за подогревателем
.
Тепловой поток, воспринимаемый основным конденсатом (приложение А):
св1 = 4,267103 Дж/(кгК); св2 = 4,332103 Дж/(кгК);
.
Средний логарифмический температурный напор
.
Средняя температура воды в трубках
.
Физические свойства воды при температуре (приложение А):
?f = 917,757 кг/м3; Prf = 1,157;
?f = 0,682 Вт/(мК); ?f = 2,04310-7 м2/с.
Коэффициент теплоотдачи от основного конденсата к стенкам трубок
Средняя температура наружной стенки трубок
.
Средняя температура плёнки конденсата
.
Теплофизические свойства воды при температуре tж (приложение А):
?ж = 909,489 кг/м3; ?ж = 0,681 Вт/(мК);
?ж = 1,7710-4 Пас; rж = 2,076106 Дж/кг.
Коэффициент теплоотдачи со стороны пара
;
;
Плотность теплового потока определяем, решая графическим методом уравнение
.
Результаты расчёта и соответствующий график представлены в табл. 3.1 и на рис. 3.1.
Таблица 3.1
Формулаq, Вт/м260000800001000001200000,510,680,851,036,289,2112,4015,82q/?24,035,386,728,06ЛЧ12,2912,1211,9511,77ПЧ10,3114,5919,1223,88
Рисунок 3.1
q = 6,907104 Вт/м2.
Коэффициент теплопередачи
.
Поверхность нагрева
Расчётная поверхность нагрева с учётом возможного выхода трубок из строя при эксплуатации
.3 Конструктивные размеры подогревателя
Шаг разбивки трубной доски
t = 1,25dн = 1,250,018 = 0,0225 м.
Число трубок в одном ходе
.
Диаметр трубной доски
.
Длина трубок
.
Характеристическое отношение
.
Поскольку конструктивный показатель ? находится в рекомендуемых пределах, расчёт подогревателя можно считать законченным.
Оценка высоты подогревателя
3.4 Гидравлическое сопротивление подогревателя по водяной стороне
Сумма коэффициентов местных сопротивлений
.
Коэффициент сопротивления трубного пучка
.
Полное гидравлическое сопротивление
.
Гидравлическое сопротивление в м. вод. ст.
ПРИЛОЖЕНИЕ А
Физические свойства воды и водяного пара на линии насыщения
Таблица А.1 -- Физические свойства воды на линии насыщения
t, Cp•10-5, Па?, кг/м3i, кДж/кгср, кДж/(кг•C)?•102, Вт/(м•C)01,013999,904,21255,1101,013999,742,044,19157,4201,013998,283,914,18359,9301,013995,7125,74,17461,8401,013992,2167,54,17463,5501,013988,1209,34,17464,8601,013983,2251,14,17965,9701,013977,8293,04,18766,8801,013971,8335,04,19567,4901,013965,3377,04,20868,01001,013958,4419,14,22068,31101,43951,0461,44,23368,51201,98943,1503,74,25068,61302,70934,8546,44,26668,61403,61926,1589,14,28768,51504,76917,0632,24,31368,41606,18907,4675,44,34668,31707,92897,3719,34,38067,918010,03886,9763,34,41767,419012,55876,0807,84,45967,020015,55863,0852,54,50566,321019,08852,8807,74,55565,522023,20840,3943,74,61464,523027,98827,3990,24,68163,724033,48813,61037,54,75662,825039,78799,01085,74,84461,8013,117881,789-0,63756,413,671013,713061,306+0,70741,69,522014,310041,0061,82726,97,023014,9801,50,8053,21712,25,424015,3653,30,6593,87696,54,315015,7549,40,5564,49676,93,546016,0469,90,4785,11662,23,987016,3406,10,4155,70643,52,558016,6355,10,3656,32625,92,219016,8314,90,3266,95607,21,9510016,9282,50,2957,52588,61,7511017,0259,00,2728,08569,01,6012017,1237,40,2528,64548,41,4713017,2217,80,2339,19528,81,3614017,2201,10,2179,72507,21,2615017,3186,40,20310,3486,61,1716017,3173,60,19110,7436,01,1017017,3162,80,18111,3443,41,0518017,2153,00,17311,9422,81,0019017,1144,20,16512,6400,20,9620017,0136,40,15813,3376,70,9321016,9130,50,15314,1354,10,9122016,6124,60,14814,8331,60,8923016,4119,70,14515,9310,00,8824016,2114,80,14116,8285,50,8725015,9109,90,13718,1261,90,86
Таблица А.2 - Физические свойства водяного пара на линии насыщения
t, Cp•10-5, Паr, кДж/кгt, Cp•10-5, Паr, кДж/кгt, Cp•10-5, Паr, кДж/кг500,123323831201,9854220219012,5531979550,157423701252,3208218819513,9891960600,199223581302,7011217420015,5511941650,250123451353,130215920517,2451921700,311723381403,614214521019,0801900750,385523211454,155213021521,0621879800,473623081504,760211422023,2011858850,578122951555,433209922525,5041835900,701122821606,180208223027,9791813950,845122701657,008206623530,63517901001,01322571707,920205024033,48017661051,207922431758,925203224536,52417411101,4326223018010,027201525039,77617151151,6905221618511,234199725543,251689
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
Варианты заданий для выполнения курс