· температуры теплоносителей:

;

;

является температурой насыщения в деаэраторе и определяется величиной заданного давления в нем ,

определяем из уравнения теплового баланса ,

· допустимые потери давления:

· технические характеристики пластины:

· теплофизические свойства теплоносителей при их средних температурах:

· техническое сопротивление слоев загрязнений со стороны обоих теплоносителей:

· коэффициенты расчетных уравнений:

Последовательность расчета:

Находим требуемый коэффициент эффективности нагрева холодного теплоносителя:

.

Определяется соотношение теплоемкостей потоков теплоносителей для теплообменника в целом:

.

Принимая противоточную схему движения теплоносителей, определяется число единиц теплопереноса по нагреваемому теплоносителю:

Вычисляются комплексы величин , :

По справочным данным принимаются расчетные величины термического сопротивления загрязнений со стороны нагреваемого и греющего теплоносителей, определяются термическое сопротивление , .

Располагаемые потери давления по трактам теплоносителей

,

Вычисляется ожидаемое соотношение коэффициентов теплоотдачи в предположении симметричной схемы движения.

Находится скорость движения нагреваемого теплоносителя в межпластинных каналах , при которой обеспечиваются требуемое число единиц теплопереноса и допустимые потери давления.

,

откуда

Определяется число ходов нагреваемого теплоносителя, которое округляется до целого числа. Округление в большую сторону до приведет к увеличению длины пути теплоносителя в теплообменнике и к необходимости уменьшения скорости по условию непревышения допустимых потерь давления . Уменьшение скорости будет сопровождаться повышением числа единиц теплопереноса и температуры нагреваемого теплоносителя.

Округление в меньшую сторону до приведет к уменьшению длины пути теплоносителя и его недогреву. Поэтому необходимо соответственно уменьшить скорость теплоносителя , увеличивая число единиц теплопереноса по условию обеспечения требуемой температуры .

Используемая часть допустимых потерь давления при этом уменьшится.

Принимаем ,

По величинам Ххм и Ххб определяются соответствующие скорости движения нагреваемого теплоносителя

откуда

Рассчитываются поверхности теплообменника и .

для дальнейшего расчета принимаются число ходов и скорость нагреваемого теплоносителя, соответствующие меньшей величине поверхности Х_Х=2, w_X=0,41 м/с

По принятым величинам определяется число каналов в пакете для движения холодного теплоносителя и также округляется до целого числа с последующим уточнением величины скорости и число пластин.

 принимаем

Уточняем скорость теплоносителя

Поверхность теплообмена

Число пластин

Находится число ходов греющего теплоносителя по, обусловленное величиной допустимых потерь давления и числом пластин.

Число ходов округляется до целого числа в большую (ХГБ=3) и в меньшую сторону (ХГМ=2), находятся скорости и . Округление в большую сторону соответствует полному использованию допустимых потерь давления и уменьшенному расходу греющего теплоносителя, округление в меньшую сторону позволяет использовать весь расход , но лишь часть допустимых потерь давления. Окончательный выбор величины определяется сопоставлением конечных результатов.

Фактические расходы греющего теплоносителя

По величинам полученных скоростей движения теплоносителей рассчитываются коэффициенты теплоотдачи :

,

,

коэффициенты теплопередачи :

,

соотношение теплоемкостей потоков теплоносителей в каналах

,

числа единиц теплопереноса по

,

и гидравлических потерь

Сравниваются между собой числа ходов, , и и, в зависимости от их соотношения, возможны симметричные и несимметричные схемы движения т.е. с равным числом ходов теплоносителей и с различным.

При ХХ=ХГМ=2 реализуется симметричная, противоточная схема движения теплоносителей, расчет которой выполняется далее

,

2. Расчет струйного деаэратора

Количество вторичного пара:

,

Где h_кп=525 кДж/кг - энтальпия кипящей воды

h_нп=343,4 кДж/кг - энтальпия не кипящего потока

h_дв=452 кДж/кг- энтальпия деаэрированной воды

h_s”=2685,6 кДж/кг - энтальпия насыщенного пара при давлении в деаэраторе

кг/с

Расход греющего пара на догрев воды определяется из уравнений теплового потока, передаваемого вторичным и греющим паром и воспринимаемым водой в деаэраторе при ее нагреве до температуры насыщения.

кг/с,

где h_П =2737,2 кДж/кг - энтальпия греющего пара по Р_ГП

Расход греющего пара:

Найдем расход деаэрированной воды:

D_П+?G_К.П. +?G_Н.П.= G_Д.В.+ D_ВЫП

Расход выпара:

Расход греющего пара:

Средняя энтальпия смеси греющего и вторичного пара

кДж/кг

Расход воды через верхнюю тарелку, т.е. поступающей в первый (верхний) отсек:

Средняя температура смеси воды на верхней тарелке, с которой она поступает в первый отсек:

t_s=107,86 ^оС - температура насыщения при Р=0,14 МПа

Диаметр отверстий в тарелках d₀=6 мм (0,006 м), высота гидростатического уровня воды h_г=90 мм, высота отсека H=570 мм, L=570-90=480 мм

скорость истечения струй воды

м/с

Общее количество отверстий в днище тарелки N_отв

диаметр внешней окружности размещения отверстий

D_m=620 мм - внутренний диаметр тарелки

S_d=18 мм - шаг размещения отверстий

- диаметр первой окружности размещения отверстий

Определяются диаметры окружностей и их количество для размещения всех отверстий. Количество отверстий n_г на окружности наименьшего диаметра дополняется до максимально возможного, соответственно увеличивается общее количество отверстий до N₀ и уточняется уровень воды h_г.

D₁ =0,584 м n₁ =3,14•0,584/0,018=102

D₂ =0,584-1,72•0,018=0,553 м n₂ =3,14•0,553/0,018=97

D₃ =0,553-1,72•0,018=0,522 м n₃ =3,14•0,522/0,018=92

D₄ =0,522-1,72•0,018=0,491 м n₄ =3,14•0,491/0,018=86

?n=377

Принимаем число отверстий 823, число окружностей для размещения отверстий 7

Уточняем скорость истечения струй, высоту гидростатического уровня воды и длину струи:

тогда

Расход пара в верхнем отсеке , определяется его плотность по таблицам насыщенного пара, и определяется средняя скорость пара w_п.

Вычисляем скорость пара при поперечном входе в пучок струй первого отсека:

и при выходе:

Рассчитываем скорость пара:

Рассчитываются величины А, N_tпп, Е_t, затем определяется температура на выходе из первого отсека и количество пара, сконденсировавшегося в верхнем отсеке.

A =0,03+0,06(Р_Д -0,1)

A =0,03+0,06(0,14-0,1) = 0,032

Число единиц теплопереноса от пара к нагреваемой воде при поперечном обтекании струй паром:

Коэффициент эффективности теплообмена между водой и паром в отсеке:

Температура на выходе из первого отсека:

Количество сконденсировавшегося пара в верхнем отсеке:

Определяются величины N_t.пр, Е_t, а затем находится температура воды на выходе из нижнего отсека.

Число единиц теплопереноса от пара к нагреваемой воде при продольном обтекании струй паром:

Коэффициент эффективности теплообмена между водой и паром в отсеке:

Температура на выходе из нижнего отсека:

Для верхнего отсека рассчитываются величины B, N_o2пп, Е_о2, с_вых, по зависимостям.

В= [10,5+45(Р_Д - 0,1)]/10⁴=[10,5+45(0,14 - 0,1)]/10⁴=1,23·10^-3

При поперечном омывании струй паром под давлением больше атмосферного

Коэффициент эффективности выделения кислорода из воды в отсеке:

Определяем концентрацию кислорода:

Для нижнего отсека рассчитываются величины N_o2пр, Е_о2,с_вых, ц_н по зависимостям.

При продольном омывании струй паром под давлением больше атмосферного:

Определяем концентрацию кислорода:

мг/кг

Определяем насыщенность воды газом

0,8/1,47=0,544мг/кг

D₁ =0,244 м n₁ =3,14•0,764/0,018=134

D₂ =0,764-1,72•0,018=0,733 м n₂ =3,14•0,733/0,018=128

D₃ =0,733-1,72•0,018=0,702 м n₃ =3,14•0,702/0,018=123

D₄ =0,702-1,72•0,018=0,671 м n₄ =3,14•0,671/0,018=118

D₅ =0,671-1,72•0,018=0,640 м n₅ =3,14•0,640/0,018=112

D₆ =0,640-1,72•0,018=0,609 м n₆ =3,14•0,609/0,018=107

D₇ =0,609-1,72•0,018=0,578 м n₇ =3,14•0,578/0,018=101

Размещено на Allbest.ru