Расчет подогревателя питательной воды

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования

«Дальневосточный федеральный университет»

Инженерная школа

Кафедра судовых энергетических установок

Курсовая работа

по дисциплине: “Судовое вспомогательное энергооборудование”

на тему: “Расчет подогревателя питательной воды”

Выполнил: студент группы Б3312б Терехин Д.И.

Проверил: доцент, к.т.н. кафедры СЭиА Масютин А.Г.

Владивосток 2016

Оглавление

водоподогреватель теплообменный рекуперативный вода

Введение

1. Типы водоподогревателей и их устройство

1.1 Типы водоподогревателей

1.2 Устройство водоподогревателей

2. Тепловой расчет водоподогревателя

Вывод

Список литературы

Введение

Подогреватели это устройства, в которых происходит передача тепла от одной среды (теплоотдающей) к другой (тепловоспринимающей).

По характеру обмена теплом судовые подогреватели являются во основном теплообменными аппаратами поверхностного типа, когда передача тепла от теплоотдающей среды к тепловоспринимающей происходит через разделяющую их поверхность, а по принципу работы - рекуперативными (передача тепла происходит при одновременном протекании тепло обменивающихся сред.

По назначению судовые водоподогреватели можно разделить на энергетические, вспомогательные, и бытовые. Аппараты первой группы используются для подогрева питательной воды в кондесатно - потальных системах и подогрева топлива перед форсунками паровых котлов.

Аппараты второй группы второй группы используется в судовых системах и вспомогательных установках для охлаждения воды и вязких жидкостей.

В системах отопления жилых помещений и санетарно - бытовых системах применяют аппараты третей группы.

1. Типы водоподогревателей и их устройство

1.1 Типы водопогревателей

Все теплообменные аппараты по способу передачи теплоты делятся на поверхностные и смешения. В поверхностных теплообменных аппаратах передача теплоты от одного теплоносителя к другому осуществляется через твердую стенку. Процесс теплопередачи в смесительных теплообменных аппаратах осуществляется путем непосредственного контакта и смешения жидких и газообразных теплоносителей.

Поверхностные теплообменные аппараты в свою очередь подразделяются на рекуперативные и регенеративные.

В рекуперативных аппаратах теплота от одного теплоносителя к другому передается через разделяющую их стенку из теплопроводного материала. В регенеративных аппаратах теплоносители попеременно соприкасаются с одной и той же поверхностью нагрева, которая нагреваясь аккумулирует теплоту "горячего" теплоносителя, а охлаждаясь отдает теплоту "холодному" теплоносителю. Регенеративные теплообменные аппараты часто являются аппаратами периодического действия.

Рекуперативные теплообменные аппараты могут быть классифицированы по следующим признакам:

1. По роду теплоносителей в зависимости от их агрегатного состояния:

- паро-жидкостные;

- жидкостно-жидкостные;

- газо-жидкостные;

- газо-газовые;

- паро-газовые.

2. По конфигурации поверхности теплообмена:

- трубчатые с прямыми трубками;

- спиральные;

- пластинчатые;

- змеевиковые;

- ребристые или оребренные.

3. По компоновке поверхности теплообмена:

- кожухотрубные аппараты;

- аппараты типа "труба в трубе";

- орсительные аппараты, которые не имеют ограничивающего корпуса.

Теплообменные аппараты поверхностного типа могут быть так же классифицированы:

1. По назначению: подогреватели, охладители, конденсаторы, испарители и т.д.;

2. По взаимному направлению потоков рабочих сред: прямоток, противоток, смешанный ток;

3. По числу ходов теплоносителей и т.д.

Теплообменные аппараты различного назначения обеспечивают работу главного и вспомогательных двигателей, судовой котельной установки, судовой холодильной установки и системы кондиционирования воздуха, санитарных и бытовых систем и т.д.

На судах применяют, главным образом, поверхностные теплообменные аппараты (рекуперативные), у которых одна рабочая среда передаёт теплоту другой рабочей среде через разделяющую их поверхность.

В зависимости от использования подогреваемой воды применяют подогреватели питательной воды (ППВ), устанавливаемые в системах энергетических установок подогревателей забортной воды (ПЗВ), водоподогреватели для приготовления горячей воды в санитарно - бытовые нужды.

Подогреватели питательной воды применяют в паровых энергетических установках для повышения термического КПД цикла. Подогрев воды осуществляется отработавшим паром от приводов вспомогательных механизмов.

1.2 Устройство подогревателей

Из числа энергетических теплообменных аппаратов наибольшее распространение имеют водяные и масляные холодильники дизелей и подогреватели питательной воды паротурбинных установок.

Подогреватели предназначены для подогрева питательной воды, поступающей в парогенератор, что повышает экономичность установки, так как вода подогревается отработавшим паром вспомогательных механизмов.

На рис. 1.1 показано устройство простейшего вертикального подогревателя питательной воды, имеющего U-образные греющие трубки 3, закрепленные в трубной доске 2. Питательная вода через левый патрубок крышки 1 поступает во входную полость крышки подогревателя. Проходя по греющим трубкам, она нагревается и через верхнюю полость и правый патрубок направляется в питательный трубопровод парогенератора. Греющий пар входит через отверстие в цилиндрический корпус 6 подогревателя и проходит между диафрагмами 9, изготовленными в виде дисков с сегментными срезами. Расположение сегментов при сборке батареи обеспечивает зигзагообразную траекторию движения потока пара в междутрубной полости, что повышает эффективность теплопередачи. Омывая трубки батареи, пар конденсируется. Конденсат стекает в нижнюю часть корпуса, откуда отводится в магистраль. Диафрагмы предохраняют трубки от прогиба и вибрации; между собой они скреплены связями 5.

Рис. 1.1 Подогреватель питательной воды

Для регулирования давления отработавшего пара в верхней части корпуса установлен предохранительный клапан 11. Для наблюдения за уровнем конденсата предусмотрена водо-указательная колонка 8. Перед вводом подогревателя в действие из него выпускают воздух через воздушный клапан 10. Давление в подогревателе контролируют манометром 4. Водоподогреватель имеет теплоизоляцию 7. Для крепления на судовом фундаменте на корпусе подогревателя предусмотрены лапы (на рисунке не показаны).

2. Тепловой расчет подогревателя питательной воды

Исходные данные: Количество нагреваемой воды W=10 т/ч, давление греющего пара P=240 кПа, полное теплосодержание пара i=2715кДж/кг, температура воды при входе в подогреватель

1.Определяем температуру греющего пара: Из термодинамических таблиц воды и водяного пара по давлению

2. Определяем температуру конденсата греющего пара:

3. Кол - тела одеваемого 1 кг греющего пара воде:

, где

4. Определяем температуру вводы при выходе из подогревателя:

5. Определяем среднюю логарифмическую разность греющего пара и воды подогревателя:

6. Рассчитываем среднюю температуру воды в подогревателе

7. Определяем требуемое количество греющего пара

,

где коэффициент запаса

8. Принимает скорость воды в трубах

9. Принимаем размер трубок, как

10. Определяем коэффициент теплоотдачи от пара к воде, в зависимости от материала труб которыми является латунь:

11. Находим коэффициент теплоотдачи, принимаемый при расчете

12.Определяем поверхность нагрева:

13. Принимаем число ходов воды в подогревателе: Z=6

14. Определяем число трубок подогревателя:

15. Определяем полную длину трубки:

16. Находим шаг трубки при разбивке на треугольники

17. Принимаем коэффициент заполнения трубной доски.

18. Определяем диаметр пучка труб

19. Определяем диаметр парового корпуса

20. Определяем диаметр патрубка подвода пара:

де , Сп - скорость пара в патрубке 40 м/с

21. Находим диаметр патрубка отвода конденсата

,

где скорость конденсата в патрубке

22. Определяем диаметры патрубков подвода и отвода воды:

dв=1.88

23. Определяем водяное сопротивление подогревателя:

7.200 м.вод.ст, Pв=72.1 кПа.

Вывод

В ходе выполнения данной работы мы ознакомились с типами и конструкцией подогревателей питательной воды. А так же ознакомились мс методикой теплового расчета водоподогревателя.

Список литературы

1. П.А. Копчинский “ Cудовые охладители и подогреватели жидкости”

2. Сайт www.korabel.ru.

3. Сайт www.stroitelstvo-new.ru.

Размещено на Allbest.ru