150645 (594567), страница 8

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

Текст из файла (страница 8)

3.1.5 Определим количество трубок в пучке по уравнению неразрывности исходя из заданной скорости воды в трубах n

где =0,0010222 м³/кг – удельный объём воды при средней температуре в первой ступени t_ср=(t_в1+t_в2)/2=(85,6+79,0)/2=82,3 ^оС по таблице 2-1 [18].

3.1.6 Определим число ходов рассола в конденсаторе z по необходимой площади теплообмена F_к из уравнения неразрывности

где d_ср=22,510^-3 м – средний диаметр труб;

принимаем число ходов охлаждающего рассола z=2.

3.1.7 Определим геометрические размеры трубного пучка

3.1.7.1 Для труб выбранного диаметра по таблице (8) [24] находим шаг пучка s=32 мм.

3.1.7.2 Из геометрических размеров камеры испарения принимаем ширину всего трубного пучка Bп=3 м, а ширину одного хода Bп1=1,5 м.

3.1.7.3 Отсюда найдём количество трубок в горизонтальном ряду одного хода пучка n1 принимаем n1=46 шт.

3.1.7.4 Тогда количество рядов составит n2

n2=n/n1=2117/46=46,02;

принимаем количество трубок в вертикальном ряду n2=48 шт.

3.1.7.4 Высота трубного пучка составит H_тр

H_тр=n2s+d_н=483210^-3+2510^-3=1,561 м.

3.1.7.5 Уточнённое количество труб в пучке составит n=n1n2=4648 =2208 шт.

3.1.8 Уточним площадь поверхности теплообмена F_к^’

F_к^’=nd_срlz=3,14220822,510^-362=1872 м².

3.1.9 Принимая высоту межтрубного пространства конденсатора H_м.тр.=1,6 м, находим скорость вторичного пара в межтрубном пространстве ^’

г де G₁=24,05кг/с – количество выпаренного пара в первой ступени;

₁=2,1611 м³/кг – удельный объём пара при температуре насыщения в первой ступени по таблице 2-1 [18].

3.1.10 По действительному количеству трубок уточним значение скорости рассола в трубном пространстве

3.1.11 Определим коэффициент теплоотдачи в трубках от рассола пару k₁

3.1.11.1 Вычислим число Рейнольдса Rе

где =970,21 кг/м³ – плотность воды при средней температуре рассола в конденсаторе t_ср=t_в1+t_в2/2=85,6+79,0/2=82,3 ^оС по таблице 2-1 [18];

=351,210^-6 Па/с – динамическая вязкость воды при средней температуре в ступени по таблице 2-8 [18];

т.к. Re больше критического значения Re_кр=10⁵, то движение в трубках развитое турбулентное.

3.1.11.2 Для турбулентного вынужденного движения в трубах найдём значение критерия Нуссельта Nu по формуле (4-17) [13]

где Pr_ж=2,16 – число Пранкля при средней температуре жидкости по таблице (2-8) [18];

Pr_ст=1,91 – число Пранкля при температуре стенки (принимаем равной температуре насыщения в камере);

l=1 – коэффициент, учитывающий влияние начального участка по таблице (4-3) [13], при d/l больше 50.

3.1.11.3 Тогда коэффициент теплоотдачи от жидкости пару составит ₁

где =671,0210³ Вт/мК – теплопроводность воды при средней температуре рассола в конденсаторе по таблице (2-8) [18].

3 .1.12 Найдём значение коэффициента теплоотдачи при конденсации вторичного пара ₂

где =673,710^-3 Вт/мК, =966,86 кг/м³, =325,310^-6 Пас – соответственно теплопроводность, плотность и динамическая вязкость плёнки конденсата при средней температуре в аппарате t_пл=t_s+ t_ст/2=92,53+82,3/2=87,4 ^оС;

=0,4 – коэффициент, зависящий от количества труб в вертикальном ряду по номограмме на рисунке (4-8) [13]

3.1.13 Пренебрегаем отложениями на поверхностях труб со стороны конденсирующегося пара, а со стороны нагреваемого рассола учтём слой отложений солей жесткости толщиной =0,5 мм=0,510^-3м с теплопроводностью _н=7,2 Вт/мК (стр. 55 [1]).

3.1.14 Тогда по формуле (3.7) [27] найдём коэффициент теплопередачи от пара к охлаждающему рассолу в конденсаторе первой ступени k₁

где _ст=265 Вт/мК – теплопроводность материала трубок теплообменника латуни (стр. 55 [1]).

3.1.15 По найденному значению коэффициента уточним площадь поверхности теплообмена конденсатора-пароохладителя первой ступени, как наиболее напряжённой F_к^”

3.1.16 Сравнивая значение необходимой площади поверхности теплообмена F_к^”=1622,6 м² с принятой действительной площадью поверхности теплообмена конденсаторов пароохладителей теплоиспользующих ступеней F_к^’=1872 м², видим. что устанавливаемые конденсаторы имеют запас по поверхности теплообмена F=15% и обеспечивают заданный режим.

3.1.17 Учитывая, что другие ступени установки работают в менее напряженных режимах принимаем площади поверхностей теплообмена равными тем, которые были определены из конструкторских расчётов.

3.1.18 Определим геометрические размеры и действительную площадь теплообмена конденсаторов теплоотводящего контура

3.1.18.1 Конденсаторы седьмой ступени

3.1.18.1.1 По имеющимся данным теплового расчёта имеем суммарную площадь поверхности теплообмена конденсаторов седьмой ступеней равную F_к7=2500 м².

3.1.18.1.2 Принимаем среднюю скорость жидкости в трубах =3 м/с (стр. 57 [1]).

3.1.18.1.3 Диаметр трубок, длину, материал и тип пучка – аналогично ранее рассмотренным конденсаторам.

3.1.18.1.4 Определим количество трубок в конденсаторе охлаждающего рассола по уравнению неразрывности исходя из заданной скорости воды в трубах n_р

где _р=0,001009 м³/кг – удельный объём воды при средней температуре охлаждающего рассола в седьмой ступени t_ср=(t_р7+t_р8)/2=(43+46)/2=44,5 ^оС по таблице 2-1 [18].

3.1.18.1.5 Определим количество трубок в конденсаторе исходной воды по уравнению неразрывности n_исх

г де _исх=0,00100805 м³/кг – удельный объём воды при средней температуре охлаждающего рассола в седьмой ступени t_ср=(t_исх7+t_исх8)/2=(46+40,7)/2=43,3 ^оС по таблице 2-1 [18].

3.1.18.1.6 Определим количество трубок в конденсаторе охлаждающей воды по уравнению неразрывности n_охл

где _охл=0,0010051 м³/кг – удельный объём охлаждающей воды при средней температуре в седьмой ступени t_ср=(t_охл1+t_охл2)/2=(35+28)/2=32,5 ^оС по таблице 2-1 [18].

3.1.18.1.7 Таким образом, общее число трубок в конденсаторе седьмой ступени составляет n=n_р+n_исх+n_охл=1864+338+1831=4034 шт.

3.1.18.1.8 Определим число ходов в конденсаторе z по необходимой площади теплообмена F_к7 из уравнения неразрывности принимаем число ходов в конденсаторе седьмой ступени z=2.

3.1.18.1.9 Определим геометрические размеры трубного пучка

3.1.18.1.9.1 Из геометрических размеров камеры испарения принимаем ширину всего трубного пучка Bп=4 м, а ширину одного хода Bп1=2 м.

3.1.18.1.9.2 Отсюда найдём количество трубок в горизонтальном ряду одного хода пучка n1 принимаем n1=62 шт.

3.1.18.1.9.3 Тогда количество рядов составит n2

n2=n/n1=4034/62=65,01;

принимаем количество трубок в вертикальном ряду n2=66 шт.

3.1.18.1.9.4 Высота трубного пучка составит H_тр

H_тр=n2s+d_н=663210^-3+2510^-3=2,105 м.

3.1.18.1.9.5 Уточнённое количество труб в пучке составит

n=n1n2=6266=4092 шт.

3.1.18.1.10 Уточним суммарную площадь поверхности теплообмена конденсаторов седьмой ступени F_к7^’

F_к7^’=nd_срlz=3,14409222,510^-362=3469 м².

3.1.18.1.11 Сравниваем полученную величину со значением поверхности теплообмена, полученным из теплового расчёта F_к^’=3469 м² больше F_к7=2500 м², делаем вывод, что принятая из условия обеспечения необходимой скорости движения площадь поверхности конденсатора является достаточной. Запас по площади составляет F₇=39%.

3.1.18.2 Конденсатор восьмой ступени принимаем аналогичным. Выполним проверку по необходимой площади теплообмена, вычисленной из теплового баланса: F_к^’=3469 м² больше F_к8=3459 м²;

запас поверхности теплообмена составляет F₈=0,3%.

3.1.18.3 Конденсатор девятой ступени

3.1.18.3.1 По имеющимся данным теплового расчёта суммарная площадь поверхности теплообмена конденсаторов девятой ступеней F_к9=5492 м².

3.1.18.3.2 Принимаем среднюю скорость жидкости в трубах =3 м/с (стр. 57 [1]).

3.1.18.3.3 Диаметр трубок, длину, материал и тип пучка – аналогично ранее рассмотренным конденсаторам.

3.1.18.3.4 Определим количество трубок в конденсаторе исходной воды по уравнению неразрывности аналогично предыдущим расчётам n_исх

3.1.18.3.5 Определим количество трубок в конденсаторе охлаждающей воды по уравнению неразрывности n_охл

3.1.18.3.6 Суммарное число трубок в конденсаторе девятой ступени составляет n=n_исх+n_охл=338+1709=2047 шт.

3.1.18.3.7 Определим число ходов в конденсаторе z по необходимой площади теплообмена F_к9 из уравнения неразрывности принимаем число ходов в конденсаторе седьмой ступени z=6.

3.1.18.3.8 Определим геометрические размеры трубного пучка

3.1.18.3.8.1 Из геометрических размеров камеры испарения, с учётом необходимого числа ходов, принимаем ширину всего трубного пучка Bп=4 м, а ширину одного хода Bп1=0,65 м.

3.1.18.3.8.2 Отсюда найдём количество трубок в горизонтальном ряду одного хода пучка n1 принимаем n1=20 шт.

3.1.18.3.8.3 Тогда количество рядов составит n2

n2=n/n1=2047/20=102,4;

принимаем количество трубок в вертикальном ряду n2=110 шт.

3.1.18.3.8.4 Высота трубного пучка составит H_тр

H_тр=n2s+d_н=1103210^-3+2510^-3=3,545 м.

3.1.18.3.8.5 Уточнённое количество труб в пучке составит

n=n1n2=20110=2200 шт.

3.1.18.3.9 Уточним суммарную площадь поверхности теплообмена конденсаторов девятой ступени F_к9^’

F_к9^’=nd_срlz=3,14220022,510^-366=5595 м².

3.1.18.3.10 Сравниваем полученную величину со значением поверхности теплообмена, полученным из теплового расчёта: F_к9^’=5595 м² больше F_к9=5492 м², делаем вывод, что принятая из условия обеспечения необходимой скорости движения площадь поверхности конденсатора является достаточной. Запас по площади составляет F₇=1,9 %.

3.2 Выбор и расчёт переточных устройств и высоты уровней жидкости в камерах испарения

Характеристики

Список файлов ВКР