Расчет сетевого подогревателя
Проведение конструкторского теплового расчета четырехходового вертикального пароводяного подогревателя сетевой воды со свободной задней решеткой. Определение расхода воды, среднелогарифмической разности температур теплоносителей в сетевом подогревателе.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.05.2016 |
| Размер файла | 55,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Расчет сетевого подогревателя
Производим конструкторский тепловой расчёт четырёх ходового вертикального пароводяного подогревателя сетевой воды со свободной задней решёткой.
Исходные данные.
Производительность аппарата - Q = 42 ГДж/час.
Параметры греющего пара:
давление Р = 0,25 МПа, температура t = 1430С (T = 416 K), энтальпия i = 2750 кДж/кг.
При давлении Р = 0,25 МПа температура насыщенного пара (при = 1.0 ) t = 1270C (T = = 400 K), а энтальпия насыщенной жидкости (при = 0) i = 534 кДж/кг.
Температура нагреваемой воды на входе в теплообменник t2/ = 700С, на выходе из теплообменник t2// = 1300С.
Поверхность нагрева состоит из латунных трубок диаметром d=18/20мм. Толщина стенки = 0.001м. Вода проходит через трубки, пар поступает в межтрубное пространство.
Коэффициент, учитывающий потери тепла в окружающую среду п = 0.99.
Тепловой расчёт.
Определяем расход пара по формуле:
Определим расход воды по формуле:
где Ср = 4,19 кДж/(кг К) - теплоёмкость воды, f = 965 кг/м3 - удельный вес воды при средней температуре tf = (130 + 70)/2 = 1000С.
Определим среднелогарифмическую разность температур теплоносителей в сетевом подогревателе воды по формуле:
где tб = 143 - 130 = 130С - больрный напор, тогда
Коэффициент теплопередачи k определяем графоаналитическим способом, для чего предварительно находим для различных участков перехода тепла зависимость между тепловым напряжением q и среднелогарифмическим перепадом температур t.
1) передача тепла от пара к стенке. Коэффициент теплоотдачи определяем для случая конденсации пара на вертикальной стенке по формуле:
где Ar = 32/ - число Архимеда, tm = Ѕ(127 + 113) = 1200С (при tm = 1200C Ar = 2300), r = i - im = 2750 - 534 = 2216 кДж/кг - скрытая теплота парообразования, Н = 4м - длина трубки, тогда
тогда
Задаёмся рядом значений t1 и вычислим соответствующие значения q (табл.4.1).
Таблица 4.1
|
t1 |
t10,75 |
q , кДж/м2 час |
|
|
2 |
1,68 |
15,1,103 |
|
|
6 |
3,85 |
34,7,103 |
|
|
10 |
5,62 |
50,6,103 |
|
|
15 |
7,60 |
68,4,103 |
Строим в масштабе кривую t1= f(q1).
2) передача тепла через стенку. Для латунной стенки ст= 377 кДж/(м,час, ,К). Тогда
Аналогично строим кривую t2= f(q2) (рис.4.1).
3) передача тепла через накипь. Приняв для накипи н= 12.6 кДж/(м,час,К) находим
Строим кривую t3= f(q3) (рис.4.1).
4) передача тепла от стенки к воде.
Скорость воды в пароводяных подогревателях обычно составляет от 0,5 до 3 м/сек, движение воды в трубках турбулентное, поэтому пользуемся формулой:
По таблице для средней температуры воды tf = 1000C находим величину В = 45,25. Удельный вес воды при 1000С t = 965,5 кг/м3. Скорость воды в трубках принимаем равной 1,4 м/сек. Подставляя соответствующие величины имеем, что
Аналогично предыдущему строим прямую линию зависимости t4= f(q4) (рис.4.1), проходящую через начало координат.
Складывая ординаты четырёх кривых, строим суммарную кривую тепловых перепадов. Из точки m на оси ординат, соответствующей tср= =29.80С, проводим прямую параллельную оси абсцисс, до пересечения её с суммарной кривой. Из точки пересечения n опускаем перпендикуляр на ось абсцисс и находим, что
q = 280.103 кДж/(м2,час).
При этом коэффициент теплопередачи равен:
тепловой подогреватель температура вода
Рис. 4.1. Тепловое напряжение поверхности нагрева.
Поверхность нагрева теплообменника равна
Определяем основные конструктивные данные и размеры аппарата. Количество трубок в одном ходе равно
Общая длина трубок равна
Число ходов z равно
Шаг между трубами принимаем равным
Для определения диаметра корпуса аппарата необходимо найти размеры трубной решётки; поскольку аппарат 4-х ходовой, необходимо предусмотреть место для перегородок и анкерных болтов и в каждом ходе разместить 156 трубок. Всего трубок 156,4 = 624 шт.
Нормальным расположением трубок считаем размещение центров трубок на трубной доске по углам равносторонних треугольников. По количеству трубок z = 624 шт, определяем диаметр D/, на котором располагаются крайние трубки, выраженный через шаг S между трубками.
Находим внутренний диаметр корпуса по формуле:
где dнар - наружный диаметр трубки, k - кольцевой зазор между крайними трубками и корпусом, который принимаем равным 10 мм.
D0=780 + 20 + 20 = 820мм = 0,82м.
Гидравлический расчёт устанавливает затрату энергии на движение теплоносителей через аппарат. Полный напор р, необходимый движения жидкости или газа (при скорости газа, не превышающей 0,2 скорости звука) через теплообменник, определяется по формуле (7 - 1 [ 7 ]):
Па (3.9)
где ртр - сумма гидравлических потерь на трение; рм - сумма потерь напора в местных сопротивлениях; ру- - сумма потерь напора, обусловленных ускорением потока; рг - перепад давления для преодоления гидростатического давления столба жидкости.
Гидравлические потери на трение в трубах, каналах и при продольном омывании пучка труб теплообменного аппарата определяются по формуле (7 - 2 [ 7 ]):
Па (3.10)
где l - длина трубы, м; dэ - эквивалентный (гидравлический) диаметр, м; - средняя скорость теплоносителя на данном участке, м/с; - плотность теплоносителя, кг/м3; - коэффициент сопротивления трения (величина безразмерная).
Коэффициент сопротивления трения шероховатых труб можно определить по формуле (13 - 60 [ 6 ]):
(3.11)
где k - абсолютная шероховатость и принимается в пределах 0,1 - 0,15 мм.
тогда
кПа
Гидравлические потери давления в местных сопротивлениях: в патрубках, крышках, трубных решётках, перегородках, диффузорах, задвижках вентилях и других элементах теплообменниках определяются по формуле (7 - 3 [ 7 ]):
Па (3.12)
где - коэффициент местного сопротивления; его находят отдельно для каждого элемента теплообменника, затем подсчитывают все рм, значения которых суммируют.
1) вход воды в теплообменник
= 0,5, , Па,
2) выход воды из теплообменника
= 1,0, , Па,
Для остальных элементов расчёт производим аналогично по формуле 3 - 12. Результаты расчёта приведены в таблице 3.5.
Табл. 3.5. Результаты расчёта местных сопротивлений.
|
№ |
Вид сопротивления |
Кол. |
, м/с |
, кг/м3 |
рм, Па |
|||
|
1 |
Вход в ТО |
1 |
0,5 |
0,5 |
2 |
985 |
985 |
|
|
2 |
Поворот 900 |
8 |
0,5 |
4,0 |
1,4 |
985 |
3861 |
|
|
3 |
Вход в трубу |
4 |
0,5 |
2,0 |
1,4 |
985 |
1930 |
|
|
4 |
Выход из трубы |
4 |
1,0 |
4,0 |
1,4 |
985 |
3861 |
|
|
5 |
Выход из ТО |
1 |
1,0 |
1,0 |
2 |
985 |
1970 |
|
|
Итого |
12607 |
Так как вода практически не сжимаемая жидкость, то ру ничтожно мало и мы не будем принимать его в расчёт. Так как теплообменник включён в замкнутую схему (не сообщается с окружающим воздухом), то рг = 0.
Теперь определим полное падение давления в теплообменнике
Па
или
м в.ст.,
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Подогреватели сетевой воды вертикальные. Расчет средней температуры воды. Определение теплоемкости воды, теплового потока, получаемого водой. Коэффициент теплоотдачи от стенки трубы. Теплофизические параметры конденсата при средней температуре конденсата.
курсовая работа [507,5 K], добавлен 28.11.2012Требования к промышленным теплообменным аппаратам. Двухходовой кожухотрубный рекуперативный аппарат. График изменения температуры теплоносителей в пароводяном подогревателе. Гидравлический и механический расчет подогревателя. Эскиз эллиптического днища.
курсовая работа [653,7 K], добавлен 30.03.2011Конструктивные признаки теплообменных аппаратов, их виды. Схемы движения теплоносителей. Назначение и схемы включения, конструкция сетевых подогревателей. Тепловой и гидравлический расчёты подогревателя сетевой воды, площадь поверхности нагрева.
курсовая работа [791,2 K], добавлен 12.03.2012Теплообменные аппараты – устройства передачи тепла от одной среды к другой, их классификация; схемы движения теплоносителей. Гидравлическое сопротивление элементов теплообменного аппарата. Подбор нормативного вертикального подогревателя сетевой воды.
курсовая работа [368,3 K], добавлен 10.04.2012Понятие о коэффициенте теплоотдачи. Основные положения конструктивного расчёта подогревателя низкого давления. Рекомендации по проведению теплового, конструкторского расчёта подогревателя низкого давления регенеративной системы паротурбинного энергоблока.
методичка [1,2 M], добавлен 26.04.2012Проведение исследования схемы движения воды в поверхностях нагрева. Уменьшение гидравлического сопротивления подогревателя через охлаждение греющего пара. Определение теплоотдачи от пара к стенке и от стенки к воде. Тепловой расчет охладителя дренажа.
контрольная работа [262,4 K], добавлен 20.11.2021Краткая характеристика подогревателя высокого давления ПВД-5 турбины ПT-135/165-130/15. Определение его основных параметров: расхода воды, температуры, теплоперепадов, тепловых нагрузок охладителя пара и конденсата, площадей поверхностей теплообмена.
курсовая работа [187,1 K], добавлен 04.07.2011Расчет тепловых нагрузок. Определение паропроизводительности котельной. Конструктивный тепловой расчет сетевого горизонтального пароводяного подогревателя. Годовое производство пара котельной. Схема движения теплоносителей в пароводяном теплообменнике.
контрольная работа [4,0 M], добавлен 15.01.2015Назначение регенеративных подогревателей питательной воды низкого давления и подогревателей сетевой воды. Использование в качестве греющей среды пара промежуточных отборов турбин для снижения потерь теплоты в конденсаторах. Повышение термического КПД.
курсовая работа [886,6 K], добавлен 23.10.2013Конструкция и принцип работы подогревателя сетевой воды. Теплопередача при конденсации и движении жидкости по трубам. Оценка прочности крышки теплообменника. Тепловой, гидравлический и прочностной расчет параметров рекуперативного теплообменного аппарата.
курсовая работа [186,8 K], добавлен 02.10.2015Составление сводной таблицы тепловых нагрузок котельной. Техническая характеристика вспомогательного оборудования газовоздушного тракта. Расчёт пароводяного подогревателя сетевой воды. Компоновка тепломеханического оборудования промышленной котельной.
курсовая работа [828,8 K], добавлен 18.04.2013Краткая характеристика турбоустановки. Схема движения теплообменивающихся сред. График изменения температур в теплообменнике. Графоаналитическое определение плотности теплового потока в зависимости от температурного напора. Расчет охладителя пара.
курсовая работа [181,6 K], добавлен 28.06.2011Краткая характеристика подогревателя турбины К-1000–60/3000, ее структура и основные элементы, принцип работы и назначение. Схема движения сред. Определение тепловых нагрузок в ОП, СП, ОК. Тепловой расчёт собственно подогревателя и охладителя конденсата.
курсовая работа [159,8 K], добавлен 02.07.2011Расчет тепловых нагрузок отопления, вентиляции и горячего водоснабжения, температур сетевой воды, расходов сетевой воды. Гидравлический расчет паропровода. Принципиальная тепловая схема котельной. Расчет контактного теплообменника с активной насадкой.
курсовая работа [198,2 K], добавлен 11.10.2008Определение количества раствора, поступающего на выпарку. Распределение полезной разности температур. Физико-химические температурные депрессии. Тепловой расчёт подогревателя экстрапара и аэродинамический расчёт тракта подачи исходного раствора.
контрольная работа [125,2 K], добавлен 11.03.2013Расчет разности температур продуктов сгорания топлива в паровом котле и рабочего тела. Уменьшение потерь энергии в конденсаторе за счет уменьшения разности температур конденсирующегося пара и охлаждающей воды путем снижения давления в конденсаторе.
контрольная работа [169,6 K], добавлен 03.03.2011Расчет геометрии пучка трубок. Определение температуры металла трубки. Оценка гидросопротиивлений пучка труб. Проверка эффективности теплообменника. Расчета эффективности ребра. Теплоотдача при турбулентном течении. Площадь проходных ячеек во фронте.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 28.05.2012Определение поверхности теплопередачи выпарных аппаратов. Расчёт полезной разности температур по корпусам. Определение толщины тепловой изоляции и расхода охлаждающей воды. Выбор конструкционного материала. Расчёт диаметра барометрического конденсатора.
курсовая работа [545,5 K], добавлен 18.03.2013Характеристика турбоустановки К-800-240-5. Краткое описание подогревателей высокого давления. Тепловой расчет собственно подогревателя, охладителя пара и конденсата. Значения площадей, полученные в результате расчета, их сравнение с табличными значениями.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 13.11.2013Тепловой и конструктивный расчет отопительного пароводяного подогревателя горизонтального типа и секционного водоводяного теплообменника. Подбор критериальных уравнений для процессов теплообмена. Определение коэффициентов теплоотдачи и теплопередачи.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 15.12.2010
