Цыганков А.С. - Расчеты теплообменных аппаратов (1956)

В книге обобщен и снстематнзнрозан расчетный матернал, накопленный з процессе проектнрояання теплообменных аппаратов. Книга является справочным пособнем практического характера н не содержит теоретических зыклалок н обоснований. Систематизация прнзеденного материала позяоляет с минимальной затратой яременн достаточно полноценно пронззестн необходнмые аыкладкн н расчеты. Книга предназначена для ннженерно-техпнческнх работннкоз (расчетчнкоя н конструкторов- теплотехников) н может также служить пособием для студентов кораблестроительных н знергетнческнх вузов н учащихся техннкумоя. цыГАнкОВ Алексей степАИОВич рлсчаты судовых теплоовманных лпплрлтоа ттаучный редактор С.

А. Сердюков Редактор М. Н. Алвксввва Техпнческнй редактор Е. А. Длугокаиская Корректор В. М. Алафимова Сдано и набор 3!П 19М г. Подонеено к оечвтн 12!Ч 1966 г. М-96620. Форнот бундгн бО!92%,. Печ. н. ща уч:нзд. д. И,б тиром ЭХП око. цена а руб. 10 кан. Здкео М ПМ СудПРОМГИЗ, Ленннгрод, уд. деермннекого, 10 Кортбебрнко аМФ ПРЕДИСЛОВИИ Теплообменные аппараты являются составной частью оборудования энергетических установок, имеющих широкое применение в промышленности, а также на судах гражданского и военного флотов.

Создание совершенного и надежного в эксплуатации оборудования„отвечающего современному уровню развития техники, требует всестороннего изучения происходящих в аппаратах процессов и технологии их производства на базе экспериментальных исследований и производственного опыта. За прошедшие послевоенные годы проведен ряд научио-исследовательских и экспериментальных работ по теплотехнике, что способствовало накоплению значительного опыта по проектированию изг ро, отовлению и испытанию теплообменных аппаратов и послужило базой для написания данной книги. Настоящее издание книги отличается от издания 1948 г, ' более детальной проработкой вопросов, связанных с тепло- передачей ги а е, гидравлическим сопротивлением и прочностью конструкций теплообменных аппаратов.

Устаревшие расчетные книги чтено ормулы заменены здесь современными. При пер бо пе ера тке учтено также большинство замечаний и пожеланий рецензентов и читателей. В целям 'п е п р ду реждения ошибок и для экономии времени при выполнении асч р счетов в книге приводятся типовые примеры тепловых расчетов наи иболее широко применяемых аппаратов Цыганкоя, ра Судпромгнз, 1йба ч тьг су.аопых теплообменньпг яппар и примеры расчетов г то гидравлических сопротивлений для различных рабочих сред, протекающих в их полостях.

В книге приведена единая методика расчета различных трубных досок и да ны примеры расчета прочности основных деталей аппаратов. р ел п иложений обновлен и дополнен новыми табличе тепло- ными данными физических параметров рабочих сред обменных аппаратов. А. Цыганков ГЛАВА Г К ТЕПЛОВЫМ РАСЧЕТАМ 5 Е ДАВЛЕНИЯ И РАЗРЕЖЕНИЯ Под давлением понимается сила, действующая на 'единицу поверхности. Технической единицей давления называется техническая атмосфера, т.

е. давление, производимое силой в 1 кг на 1 ельь поверхности. Под разрежением, или вакуумом, понимается разность. между давлением внешйей атмосферы и абсолютным давлением в месте измерения, а под избыточным давлением — разность. между абсолютным и атмосферным давлениями. Абсолютное. давление выражают в абсолютных атмосферах, а вакуум— в миллиметрах ртутного или водяного столба, а также в процентах. Нормальное барометрическое давление, или физическая атмосфера: В=760 льи рт. ст.=1,033 кг(см'-. Техническая атмосфера: р=1 от=1 кг/см'=735,6 лог рт. ст.

при ОвС; ' р=737,4 лю рт. ст. при 15'С; Р 1О м вод. ст. при 4еС. Абсолютное, или действительное„давление: Ра Рь+Р Рь=Рь Р»! где Р, — атмосферное, илн барометрическое, давление,. 'мм рт. ст.; Р— избыточное давление (показание манометра), лш рт. ст.; Рь — вакуум, или разрежение (показание вакуумметра), ми рт. сг. ь Давление в любой точке внутри жидкости: р=р, +тг кг/м', где р,— давление над поверхностью жидкости, кг/м'; 7 — удельный вес жидкости, кг/м', г — глубина погружения точки под поверхностью жи— идСила давления жидкости на плоск ю ве ти- кальную стенку: (2) ения жидкости на наклонную Р= (р, + тг„) Е соа а кг, (4) где а — угол составляющей с нормалью к стенке.

При определении силы давления на криволинейную поверхность стенки в формулу (4) вместо Рсоа а подставляется проекция поверхности, перпендикулярная направлению силы. пение): Давление пара или газа (характеристическое урав- цт Р = — кг/м', (5) где /г — газовая постоянная, кгм/кг'К: для насыщенного водяного пара Я=47,05, для воздуха /с=29,27; Т= 273,2+ й'С вЂ” абсолютная температура, 'К; и — удельный объем, м'/кг. Абсолютное давление в конденсаторе: Р=(р,+7 )р (3) где г„— высота, равная глубине погружения геометрического центра стенки, м; Р— площадь стенки, мг, Сила давл стенку: (8) Давление смеси в конденсаторе: =Р„-1-р мм рт.

ст., — мм рт. ст. Рси 1+0,622— 17 Парциальное давление воздуха в паровоз- душной смеси: р,= ~'" мм рт. ст. (10) 1+1,61— б Здесь р,„— давление смеси в конденсаторе, мм рт. ст.;  — количество поступающего в конденсатор пара, кг/час; 0 — количество воздуха, кг/час.

Критическое давление пара (ажа): насыщенного р„р — — 0,577 р, ~ перегретого р„р — — 0,574 р, 1 ' (и) где р, — начальное давление пара, аята. Давление водяных паров — см. приложения, табл. 1 и 2. где р„ — парциальное давление пара, мм рт. ст.; ' р, — парциальное давление воздуха, мм рт. ст. Парциальное давление пара может быть определено по табл. 1 и 2 для водяного пара (см.

приложения) в зависимости от температуры смеси. Парциальное давление пара в паровоздушной смеси: Выбор расчетных давлений Р.=Ь вЂ” Ь мм рт. ст 5 — а 735,6 (7)- Рк= (1 — 166) 735,6 Мм рт. ст. ,1~де Ь вЂ” показание. барометра, мм рт. ст.; Ь вЂ” показание вакуумметра, мм рт. ст.; рь — вакуум в конденсаторе, '/,. Разрежение в конденсаторе: 735,6 — Рк 735,6 где р„— то же, что в формуле (6).

6 Давление охлаждающей воды в патрубках насосов для конденсаторов, маслоохладителей, охладителей конденсата и прочих подобных им аппаратов и давление подогреваемой питательной забортной воды в подогревателях для испарителей принимается из условий преодоления потерь напора в системе данного трубопровода, в установленных на нем аппаратах и арматуре, а также в зависимости, от конечного противодавления. Обычно расчетное давление р воды составляет: 1) для конденсаторов и маслоохладвтелей 8 — 25 м вод. ст.; 2) для испарителей 15 — 40 м вод. ст. Давление Р греющего пара дли подогревателей питательной воды первой ступени обычно составляет около 1,5 — 2„5 ата, так как в основном для подогрева воды в подогревателях используется отработавший пар от вспомогательных механизмов машинно-котельной установки. Давление р греющего пара для подогревате л е й питательной воды второй и третьей ступеней составляет 5 ата и выше.

Для этой цели используется отработавший пар от группы вспомогательных механизмов, работающих на повышенное противодавление, или пар от главных турбин. Давление Р греющего пара в нефтеподогреват е л я х обычно принимается на 3 — 5 ата выше давления нефти н в большинстве случаев составляет 20 — 25 ата. Для некоторых типов форсунок давление нефти может достигать 40 ата. В этом случае, а также при давлениях нефти, превышающих давление пара, целесообразно применять нефтеподогреватели со сдвоенными трубными досками пли секционные нефтеподогревателн, работающие на высоких параметрах пара. Да влепи е р греющего (первичного) пара в испарнтелях рекомендуется принимать: 1) для вакуумных испарителей 1,5 — 2,5 ата (обычно в качестве греющего пара используется отработавший пар от вспомогательных механизмов); 2) для испарителей, работающих под давлением выше атмосферного, 3 — 5 ата (применяется также отработавший или сдросселированный свежий пар).

При загрязнении нагревательных змеевиков давление греющего пара, в целях поддержания производительности, может быть увеличено до 8 ата. Давление Р, вторичного пара в испарителях, как правило, принимается: аппп Лля вакуумных одноступенчатых......... 0,5-0.8 Лля вакуумных цнркуляционных ......... 0,3 — 0,7 Лля вакуумных двухступенчатых: в первой ступени ..... ......

... 0,6 — 0,8 во второй ступени .. . . .. . .. . .. . 0,2 — 0,4 Лля атмосферных, а также для испарнтелей с давлением выше атмосферы........,.... 1,0 — 2,0 Давление Р греющего пара для атмосферных и вакуумных деаэраторов принимается 1„2 — 20 апта (обычно используется отработавший пар). Рабочее давление в корпусах деаэраторов принимается: 1) в вакуумных 0,1 — 0,9 ата; 2) в атмосферных 1,1 — 1,4 ата.

Давление Р рабочего пара в паровоздушных эжекторах обычно принимается 10 ата и выше. от Яда факторов а то а х зависит ство 1ГЛаВНЕйШИМН, ОбЫЧНО НаХОдИтея В ПРЕД 'пбе1 При охлаждающей вод ) би„ных установок от Рл= 2) д я стационарнйх Установок Ра — й водой в неогранид'15.С или при охлаждении Речио ченном количест~~ и машинами вакуум Рв 3) ~ля установки с паровыми и„низкого давления я азмерами цнлинд ном лимитируется Р обычно составляет 85 "' конденсаторе вблизи лютное дав "" всхода энергии на сол во избежание перер - ба ита) места о соса воздуха в н величение его га ар ываюшее устройство н У воздухоотыс"', 25 мм р . ст.: должно быть не меныпе Р, =Є— Р е авление в конденс р, .