Цыганков А.С. - Расчеты теплообменных аппаратов (1956), страница 7

33 для каждого компонента, мг/л;: тр", )р'" †количест деаэрируемой воды, т/час. Количество растворенных газов воздуха, вносимое деаэрируемой водой в деаэратор: ст„= а,В'10 ' кг/час, (102) где а„— содержание растворенных газов воздуха в воде, определяемое по кривой рис. 33 в зависимости от температуры воды прн барометрическом давлении воздуха 7бО мм рт. ст., насыщенного водяными парами, мг/л; Ж' — количество деаэрируемой воды, т/час. Количество газов, вносимых водяной смесью, определяется аналогично количеству кислорода [см. формулу (101)[. Количество вы пара (парогазовой смеси), удаляемого нз де аэратора если пренебречь незначительным остаточным количеством растворенных газов в деаэриронанной воде, \ находятся по формуле тт =ст,[1+О,б22 Р" ) кг/час, (103) рт где р„— парциальное давление пара [см.

формулу (8)] в деаэраторе, ата; р„-- парциальное давление газов над поверхностью воды в деаэраторе, определяемое по формуле (104) вк где а„, а„— содержания растворенного кислорода и растворенных газов воздуха в воде, мг/л [см. формулы (100) и (102)[; р„— парциальное давление кислорода над поверхностью воды в деаэраторе, определяемое по формуле (105) р„= — — ата рапп к зле р, — физическая атмосфера, равная 1,033 ата; ав — расчетное (конечное) содержание кислорода в деаэрированной воде, мг/л; для судовых деаэраторов обычно принимается ар — — 0,03 мг/л; /с = — 2-:-3-- отношение равновесного давления кислорода в выпаре к парциальному, необходимому для обеспечения заданного (конечного) содержания кислорода в деаэрированной воде; а — константа весовой растворимости кислорода нли е растворимость кислорода в воде прн давлении его над водой 7бО мм рт.

ст., мг/л; определяется по кривой рнс. 34 в зависимости от температуры. Величины а„, а„а„р, и р„, входящие в формулы (103)— (105), независимо от давления в деаэраторе, принимаются нли вычисляются при давлении физической атмосферы, чем достигается сохранение постоянного значения р, за счет увеличения значения р„, т. е. за счет увеличения выпара, обеспечивающего интенсивность и качественность деаэрации. Из фо мулы (103) следует, что независимо от давления а деаэраторе количество выпара всегда должно быть у яз н з р с парциальным давлением неконденсирующихся газов р„, а следовательно, с их расходом. 43 Небольшим изменением значений газовых постоянных пара и неконденсирующихся газов, входящих в формулу (103) в видб постоянного отношения, равного 0,622, с изменением давлени4 в деаэраторе можно пренебречь.

Оп 50 ч 40 50 гп П а 30 30 ЕО ВП ПП 70 ВО ПП заве"С Рис. 34. Весовая растворимость кислорода я зависимости от температуры при давлении его над водой, раином 766 лси рг. ст. Количество пара, содержащегося в выпаре: О„= 6,„— О, кг1час. (106)' Влияние величины выпара на глубину обескислороживания: воды показано иа рис. 35, а на рис. 36 приведены кривые, и вп 40 00 впгпп гвпст Рис. 35. Влияние величины яыпара на глубину обескислорожиаания воды. Рис. 36.

Содержание кислорода я воде я заниснмости от недогреяа ее до температуры кипения. показывающие содержание кислорода в воде в зависимости от иедогрева ее'до температуры кипения. Как видно нз рис. 35, величина . выпара по отношению к расходу греющего пара для получения качественной деаэ- 46 ппу ппв 007 ч йпв ач 005 п~з ч04 цпв ппв ОЯ ' 04 пв(в гв Оп в4 Опипипепь пап Впппчина пипар~,% ийв ~й йг рироваиной воды, составляет всего лишь 1,5 — 236. Однако носкольку возможны: 1) нарушения соответствия подачи пара с подачей воды, что неизбежно при ручном регулировании приводит к систематическим недогревам и „проскокам" кислорода в питательную воду и, следовательно, к общему повышению кислородосодержания в ней; 2) попадание газов в деаэратор не только с деаэрируемой водой, но и с греющим конденсирующимся паром и 3) проникновение газов в деаэратор через неплотности аппаратов и трубопроводов, — то для обеспечения качественной деаэ- 70 оации величину выпара целесообразно поддерживать в пределах 4 †кг/гп деаэрируемой воды, что составляет 3,5 — 5 ее от расхода греющего пара.

Расход рабочего нара на паровоздушный эжектор может быть определен по кривым рис. 37, уточненным по данным практики, в зависимости 50 40 7ь ЗО ~е гд й 10 чь 600 бпп 700 770 700 700 %0 750 от степени разрежения в р, конденсаторе и от размера и эже ктора. Рис. 37. Расход рабочего нара на ларояоздушный ажектор н заяисимости Кривая 1 дает отноше- от разрежения и количестяа яоздуха. нис О„: 6, (расхода рабочего пара в кг1час к количеству воздуха, удаляемого нз конденсатора в кг1чпс) для одно- и двухступенчатых эжекторов малых размеров с расходом рабочего пара до 60 кг1час; кривая 2 — для двух- и трехступенчатых эжекторов с расходом рабочего пара от 60 до 100 кг~час; кривая 3 — для таких же эжекторов с расходом рабочего пара от 100 до 300 кг/час и кривая 4 — для больших эжекторов с расходом рабочего пара свыше 300 кгучас.

Распределения суммарного расхода рабочего пара по ступеням целесообразно определять из условий одинакового начального давления рабочего пара каждой ступени, одинаковых минимальных сечений соила, но с учетом давления в камере смешения. В этом случае ориентировочно можно принимать расходы рабочего пара по ступеням равными, так как практически, вследствие различных давлений за соплом, оии будут мало отличаться. Количество воздуха, поступающего в конденсатор: 1) для турбин высокого давления О,= — '" +136 кг1'час.

(107) 2) для турбин среднего и низкого давления О,=1,5( — "+1,36) кг(час; 3) для поршневых машин О,=2( — "+1,36) кг/час, (108) (109) где О„ — количество конденсируемого пара в конденсаторе, кг/час. Количество воздуха в конде пса торе и ри переменной нагрузке: (110) О, = — (0,33О„+ 0,67О„) кг/час, О = — О, (1+ 0,622' — а) кг/час. Количество пара, содержащегося в паровоз- душной смеси: О„= '" кг/час, (112) 1+ 1„б1— Рв где ΄— количество воздуха, удаляемого из конденсатора, кг/час; р, — парциальное давление воздуха, мм рт.

ст.; р„ — парциальное давление пара, мм рт. ст. Количество воздуха, содержащегося в паров о з д у ш н о й с м е с и, определяется из формулы (106). Количество влаги, испаряющейся при увлажнении воздуха: =О (д — а)10 г / (113) где О, — количество увлажняемого воздуха, кг/час; а„, с(„— начальное и конечное влагосодержание воздуха, г/кг. Количество излучаемого тепла.

Прн расчете потерь тепла в окружающее пространство нагретыми поверхностями аппаратов следует считаться как с потерей тепла конвекцией, так и лучеиспусканием. 4В где О„ — количество конденсируемого пара при расчетной нагрузке конденсатора, кг/час; О„„ — количество конденсируемого пара при данной нагрузке конденсатора, кг/час. Количество паровоздушной смеси, удаляемой пз конденсатора: Первая из этих потерь может быть определена по формуле (921, вторая — по формулам (114) или (115).

Общее количество отдаваемого стенкой тепла в окружающее пространство определяется суммой этих потерь. Количество тепла, излучаемого нагретым тел о м в окружающее пространство, вычисленное по формуле Стефана-Вол ьц мана: Я„р„=С~(Я) —, (йР) ~ ккал'м'-час (114) пля по формуле я„„„= и,„„(1 — /,вр) икал мв-час, (115) где Т = 273,2+ 1„— абсолютная температура стенки, излучающей тепло, сК; Т = 273,2+ г, — абсолютная температура окружающего пространства, получающего тепло, "К: С вЂ” коэффициент лучеиспускания, зависящий от состояния поверхности, ккал/мв-час (ОК)'.

(Значения величины С приведены в табл. 14); а„ „ — коэффициент излучения от стенки в окружающее пространство 1см. формулу (160)) . В В. КОЭФФИЦИЕНТЫ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ И ТЕПЛООТДАЧИ Передача тепла в теплообменпых аппаратах производится одновременно путем теплопроводности (переход энергии внутри тела от одной его частицы непосредственно к другой) н путем конвекции (переход энергии в виде тепла вместе с отдельными материальными частицами, содержащими это тепло). Конвективный теплообмен может происходить как при свободном, так и прн вынужденном движении жидкости.

Движение жидкости, обусловливаемое разностью плотностей нагретых и холодных частиц, называется свободным. Вынужденное движение создается внешними возбуждающими силами — насосами, компрессорами, вентиляторами, мешалками. При теплообмене различают явления теплоотдачи и тепло- передачи. Теплоотдача характеризуется коэффициентом, измеряющим количество тепла, которое передается от греющего тела к стенке или от стенки к греющему телу. Теплопередача характеризуется коэффициентом, измеряющим количество тепла, которое передается от греющего тела к нагреваемому.

Таким образом, коэффициентом теплопередачи или теплоотдачи называется количество тепла, передаваемое единицей поверхности за единицу времени при разности температур сред в 1'С. в — Л. С. цнгввввв 4В ч В метрической системе коэффициенты теплопередачи или те~ плоотдачи измеряются в ккал/м'-час ОС. Эквивалентные единицы теплоты, механической и электрич ческсй энергии выражаются следующими зависимостями: 1 ккал=- 427 кгм; 1 л. с.=632,3 ккал)час; ! квт = 860 ккал/час. Коэффициент теплопередачи зависит от многих факторов,' Так, например, в конденсаторах он зависит: 1) со стороны воды от скорости движения, температуры' воды я степени загрязнения трубок; 2) со стороны пара от содержания воздуха в паре, паровой нагрузки на охлаждающую поверхность, образования водяной пленки на трубках.

расположения охлаждающих трубок н глу-" бины охлаждающего пучка. В зависимости от этих факторов коэффициент теплопере4 дачи может изменяться в отношении 1:3. Оа елт Ке= — =— ч (116) К р и т е р и й Н у с с е л ь т а характеризует интенсивность теплообмена на границе жидкость — стенка и выражается зави. симостью а4 Ив=в = Л (117) Критерий Пекле характеризует тепловые потоки при конвективном теплообмене и выражается зависимостью Ре=3600 — = 3600 —.

са елс1 Л (118) Критерии подобия Для определения коэффициентов теплопередачи обычнд применяют принцип подобия, заключающийся в сочетании теоретического н экспериментального методов. Приложение принципа подобия к изучению теплопередачи позволило установить зависимость между некоторыми безраз-; мерными величинами — критериями подобия. Наиболее употре-' бительными являются следующие критерии подобия.