1 (1176233), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

2):- входная камера (удар и поворот)  м1 '  1  1,5  1,5- поворот на угол 180º в V-образных трубках  м1"  6  0,5  3,0- выход из трубного пространства  м1 ' ' '  1  1,0  1,0Суммарный коэффициент местного сопротивления: м1   м1 ' м1" м1 ' ' '  1,5  3,0  1,0  5,5Потери давления в местных сопротивлениях:2Р м1   м1  ж1  1970,25  (0,624) 2 5,5  1039Па22Общее сопротивление первичного теплоносителя:Рт1  Рт1  Рм1  1901  1039  2940ПаМощность, необходимая для перемещения первичного теплоносителя:N1 P1  G12940  0,55 0,0033кВт3 ж1  10970,25  0,5  10 3где  - коэффициент полезного действия насоса;  = 0,5…0,6.Определяем гидравлическое сопротивление для вторичного теплоносителя.Сопротивление трения:2Рт 2l    2  n  ж2 2  ndэ2Коэффициент сопротивления трения0,330,330,3164  Рrст 2 0,3164 3,05 2  0,025(1,32  10 4 ) 0,25  4,865 Rе ж 0,25  Рrж 2 2Потери давления на трение при движении воды по межтрубному пространствувсех секций:Рт 2  0,025 2993,95  0,742 2 7  7367Па21,3  10 231Теплообменник типа "Труба в трубе" (к примеру 1)D2D1Разрез 1-1d1d20Вход t' 2 =20 C1Вы ход0t" 1 = 6 0 C1Вход0t' 1 = 105 CL=2080Р и с.5В ы ход0t" 2 =5 0 С32Потери давления в местных сопротивлениях: Р м 2   м2  ж2 222Величина коэффициента местного сопротивления  м 2 зависит от вида местногосопротивления (прил.

2):- входная камера (удар и поворот)  м 2 '  1  1,5  1,5- переход из одной секции в другую  м 2 "  6  2,5  15,0- выход из межтрубного пространства  м 2 ' ' '  1 1,0  1,0Суммарный коэффициент местного сопротивления: м 2   м 2 ' м 2 " м 2 ' ' '  1,5  15,0  1,0  17,5Потери давления в местных сопротивлениях2Р м 2    ж 2  2993,95  (0,742) 2 17,5  4789Па22Общее сопротивление вторичного теплоносителяРт2  Рт2  Рм 2  7367  4789  12156ПаМощность, необходимая для перемещения вторичного теплоносителяN2 Pт2  G 212156  0,838 0,021кВт3 ж 2  10993,95  0,5  10 3Пример 2Определить величину поверхности теплообмена, высоту труб в одном ходеи количество труб, расположенных поперек и вдоль потока воздуха трубчатогодвухходового воздухоподогревателя парогенератора.

Воздух, поступая в воздухоподогреватель, нагревается от t´2=20 ºС до t˝2=240 ºC. Дымовые газы (13%СО2; 11% H2O; 76% N2) движутся внутри стальных труб (λст=50 Вт/мºС) диаметром d2/d1=45/41 мм. Температура газов на входе в воздухоподогревательt´1=350ºC, и на выходе t˝1=170 ºC. Трубы расположены в шахматном порядке сшагом S1=S2=1,3 d2. Средние скорости движения воздуха υ2=2,0 м/с и дымовыхгазов υ1=20м/с. Количество передаваемой теплоты Q=200 кВт.Тепловой расчетОпределяем среднеарифметическую температуру дымовых газов:33t1 350  170 260 0 C2При t1=260ºC из [9] находим физические свойства дымовых газов:1  0,696кг/м 3 ; С р1  1,1кДж/кг0 С ;  ж1  4,5  10 2 Вт/м0 С ; v ж1  37  10 6 м 2 /с ; Рrж1  0,66Число Рейнольдса для потока газов составит:Re ж 11  d1 20  0,041 2,22  10 46v137  10Число Нуссельта и коэффициент теплоотдачи от газов к стенкам труб определяем по формуле (4.12).Nu1  0,021  Re ж 1  Nu 0, 81 Prж0, 431 0,021  (2,22  10 4 ) 0,8  (0,66) 0, 43  52,62 ж14,5  10 2 52,62  57,75Вт/м 2  0 С2d14,1  10Определяем среднеарифметическую температуру воздухаt 2  (20  240) / 2  130 0 CПри t '2  1300С из [9] находим физические свойства воздуха 2  0,876кг/м 3 ; С р 2  1,011кДж/кг 0 С ;  ж 2  3,41  10 2 Вт/м 0 С ;v ж 2  26,62  10 6 м 2 /с ; Prж 2  0,685Число Рейнольдса для потока воздуха равно:Re 2  2  d 2 2  4,5  10 2 0,338  10 46v226,62  10Число Нуссельта и коэффициент теплоотдачи от стенок труб к воздуху при поперечном омывании труб:0, 6Nu2  0, 41  Re 2  1При шахматном расположении труб и S1/S2<2 1  (S1 / S 2 )1 / 6 и так как S1=S2, то1  1 .Nu2  0,41  (0,33  10 4 )0, 6  (0,685)0,33  1  47,415 2  Nu 2 ж 23,41  10 2 47,415  35,93Вт/м 2  0 С2d245  10Определим коэффициент теплопередачи:3411 22,13Вт/м 2  0 С31 112  101  1   2 57,755035,93КНаходим среднелогарифмический температурный напор:t л tб  t м (t"1 t '2 )  (t '1 t"2 ) (170  20)  (350  240) 128,97 0Сtt" t '170  20ln  бln  1 2ln t мt '1 t"2350  240Для рассматриваемой схемы движения теплоносителей из графика [4] находимпоправку к температурному напору:ПриРt"2 t '2 240  20 0,677t '1 t '2 350  20Rt '1 t"1 350  170 0,817t"2 t '2 240  20величина   0,91 поэтому t  t л    128,97  0,91  1170СПоверхность теплообмена воздухоподогревателяQ  10 32  10 5 77м 2K  t 22,13  117FНаходим общее число труб по формуле:n [4G12 1    d 1  1]гдеQ2 10 2Q2  10 2 1,01кг/с, G 2  0,9кг/с,C P1  (t '1 t"1 ) 1,1  180C P2  (t"2 t ' 2 ) 1,01  2204  1,01n []  550,696  3,14  (4,1  10 2 ) 2  20G1 Находим длину трубы в одном ходе:l1 F77 5,43м2    d1  n 2  3,14  0,041  55Полная длина трубы l=2  l1=2  5,43=10,86 мЖивое сечение для прохода воздухаf G20,9 0,513м 2 2   2 0,876  2Число труб, расположенных поперек потока, равно:n1 fl1  (S1  d 2 )0,51375,43  (1,3  0,045  0,045)Тогда число труб, расположенных вдоль потока, составит: n2 Принимаем число труб 8.n 55 7,86n1 735Гидродинамический расчетОпределяем гидравлические сопротивления первичного теплоносителя(для трубного пространства):Сопротивление трения по формуле (5.1):2Pт   l  1  1, Паd12Коэффициент сопротивления трения: 1 Сопротивление трения:0,31640,3164 0,02590 , 25(2,22 10 4 )0, 25Re110,86 0,696  20 2Pт1  0,0259  950Па0,04122Определим потери давления в местных сопротивлениях: Р м1   м1  1 1 , Па2Величина коэффициента местного сопротивления  м зависит от вида местногосопротивления [1,3] (прил.

2):входная и выходная камеры (удар и поворот)  м1  2  1,5  3Потери давления в местных сопротивлениях:2Р м1 0,696  20 2  м1  1 1  3  417,6 Па22Общее сопротивление первичного теплоносителя:Р1  Рт1  Р м1  950  417,6  1367,6ПаМощность, необходимая для перемещения первичного теплоносителя:N1 P1  G11367,6 1,01 3,96 кВт31  100,696  0,5  10 3Определяем гидравлическое сопротивление вторичного теплоносителя (длямежтрубного пространства):2 Сопротивление трения: Рт2   2  2 2 , Па2Коэффициент сопротивления трения  2 при поперечном обтекании пучка трубнаходят по формуле (5.4): 2  (4  6,6  m)  Re 20 , 28 (4  6,6  8  2)  33800, 28  11,26 ,где m = 2  n2 - число труб по направлению движения теплоносителя.Потери давления на трение при движении воздуха:36Воздухоподогреватель (к прим.

2)Ра з р е з 1 - 1н ап р а в л е ни еп о т ок аS1n1S2n20t' ж 1 = 3 5 0 САА0t" ок =2 4 0 С20t' о к = 2 0 С20t' ж 1 = 1 7 0 СРис.737Pт2  11,26 0,876  2 2 2  39,68Па2Определяем потери давления в местных сопротивлениях:2Р м 2   м 2  2 2, Па2Величина коэффициента местного сопротивления  м 2 зависит от вида местногосопротивления (прил. 2):- входная и выходная камеры (удар и поворот)  ' м 2  2  1,5  3.- поворот на угол 180º из одной секции в другую через промежуточную камеру  "м 2  2,5.Суммарный коэффициент местного сопротивления: м 2   ' м 2  " м 2  3  2,5  5,5.Потери давления в местных сопротивлениях:2Р м 2 0,876  2 2  м 2  2 2  5,5  9,64Па22Общее сопротивление вторичного теплоносителяР2  Рт2  Рм 2  39,68  9,64  49,32ПаМощность, необходимая для перемещения вторичного теплоносителя:N2 P2  G 249,32  0,9 0,098 кВт3 2   100,876  0,5  10 3Пример 3Определить величину поверхности теплообменника и основные размерывертикального четырехходового трубчатого теплообменника, предназначенногодля нагрева воды от t′2=30 ºC до t′′2=90 ºC.

Вода движется внутри латунных трубок (лат  102 Вт / м 0 С ) диаметром d2/d1=16/14 мм,  d 2  d1 1мм , со скоростью2υ=1 м/с. Греющим теплоносителем является сухой насыщенный водяной пар сдавлением P=0,143 МПа и скоростью υ1=10 м/с, который конденсируется навнешней поверхности трубок. Количество передаваемой теплоты Q=2200 кВт.Потери теплоты в окружающую среду не учитывать.38Тепловой расчетОпределяем параметры греющего пара для давления:P=0,143 МПа [9],i˝=2691,4 кДж/кг,ts=110ºC,i´=461,4 кДж/кг,Определяем расход первичного теплоносителя:G1 Q2200 0,99кг/с,i"-i' 2691,4  461,4Определяем расход вторичного теплоносителя:G1 Q2200 8,8кг/с,C p2  (i"2 i ' 2 ) 4,187  (90  30)где С р2  4,187кДж/кг 0 С - теплоемкость воды при средней температуре t2 = 60ºC.Для расчета коэффициента теплоотдачи к внешней поверхности трубкипри конденсации пара надо знать температуру внешней поверхности стенки ивысоту трубки.

Эти значения неизвестны, поэтому расчет проводим методомпоследовательных приближений. Определяем среднелогарифмический температурный напор.ts=110ºCt˝2=90ºCt´2=30ºClРис.8tcp t"2 t '2t  t '2ln  sts  t"2t cp 90  30 43,5 0 C110  30ln 110  90Задаемся температурой стенки в первом приближенииt ст  t s t л43,5 110  88 0 С22Задаемся также высотой трубок H=2м.Приведенная высота поверхности (длина трубки):Z  t л  H  A39A = 60,7 I/мºС B  6,95  10-3 м/ВтПри ts = 110ºC по табл.

Характеристики

Список файлов ВКР