Задачник по теплопередаче. Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. 1980 г. (944656), страница 38
Текст из файла (страница 38)
Температура поверхностей стенок трубок во втором приближопии; 1,2 85'С и 1ж =83,8 С. Совпадение полученных зпачений с раиче принятыми лежит в пределах точности расчета, и, таким образом, окончательно принимаем Р=20 м' к 0=2,5 и. 12-16. Выполнить тепловой расчет и пароводяного теплообмениика, рассмотлг рениого в задаче 12.15, если давление трещащего пара повышеяо да р= —. 226 кПа, а все другие условия остались без измеиений.
Ответ Оз =. 1,22'нг/с„Г =. 12, 1 мт; Н-.- 1,5 и, Рис. !2.6, К задаче 12-17 12-17. Определить площадь паверхпастп иагрева н длину отдель. иых секцвй (змеевиков) зиссвпкавога эхоиомайзера парового котла, предпазначеипого дли подогрева питательной воды в количестве 62=-230 т/ч от 1„,3= !60' С до 1,„3 300' С (Рис, 12-6).
Вода движется снизу вверх по стальным трубам [Л,=22 Вт/(мХ Х"С)) диаметром А/82=44/5! мм со средней скоростью ж2=06м/с. Дымовые газы (!370 СОь 1170 Н20) движутся сверху вниз в межтрубиом пространстве со средней скоростью а узком сечении трубного пучка и1=!3 м/с. Расход газов 04=500 т/ч. Температура газов иа вкоде в экавомайзер 1 4=800'С. Трубы расположены в шахматном порядке с шагом поперек потока газов 34=2,18 и вдоль потока 32= 20. Ответ Площадь поверхности нагрева Р:= 1065 м'; число змеевиков л= =86; длила змеевиков 5=77,5 и. Реп~ение Среднеарифметическая температура воды =0 5(1 -)-1 ) =0,5(160+300) =230'С. При этой температуре физические свойства воды равны соотватствеиио: р = 827 кг/мз; ср„„— — 4,68 кДж/(ит 'С); Лжз = 0,637 Вт/(и 'С); ч =О,!45 !О 6 м'/с; Рг , = 0,88.
Количество передаваемой теплоты 230 1О' Я = бз ср 3 (1 3 — 1 з ) = — 4,68 (300 — 160) = 4,2 !04 кВт. Число Рейиольдса для потока воды еззс(1 0,6 4,4 10 йежз= з = ' ' =1,82 1Оз, "жз 0,145 1О Число Нуссельта и коэффициент теплоотдачи ддя воды определлем по формуле (5-7), в который, учитывая, что коэффициент теплаотдачи со стороны воды иамвого больше коэффициента теплоотдачи со стороны газов п, следовательно, температура стенки трубы блнзка к температуре воды, полагаем (Ргжз/Ргьз)'22 1: О 021 Д 0 в Рго 43 0 021 (1 82. Р33)0 а (О 88)0 43 Л з 0,637 ач = Хпжз жз — — 314 ' = 4550 Вт/(м1'С) .
* 81 4,4.10-3 Для определения температуры газов на выкоде из экоиомайзера примем в нервом приближении теплоемкасть газа срж,ж рр 1,26 кДж/(кг'С). Тогда 42 4,2 104 О,сржз 500 10'1 25 гж! = 0 5 ~1ж! + 1ж! ) = 0 5 (800 + 558) = 679 С. При этой температуре срж4=1,234 кДж/(кг'С) и в результпте второго приближения 554 С и 1ж! 677 С При температуре 1ж4=677' С физические свойства дымовых га. зов даииога состава равны соответственно; ржт= 0,373 кг/мз; Лжз 0,0808 Вт/(и'С); ч 1 108!О м'./с; Ргжз=0,61.
Число Рейнольдса для потока газов ж12(з 13 5,! ° !О з Йвжз = "ж1 108 10 Найдем число Нуссельта и коэффициент теплоотдачи коцвскцией от газов к стенкам труб. В связи с тем, что число рядов труб влоль патока неизвестно, расчет ведем для третьего ряда труб. При шахматном расположении для чистых труб по формуле (6-4) Кц 0 41В006Р2033а 0 41 (6!30)0,6(0 61)0,33 64 3 231 где, так как зз/з»=1,05, в,=!; "ьн»з 8,08 1О и, = Впжз — — — 64,3 ' „ = !02 Вт/(ыз 'С). Пз 5,1 10 В промышленных условиях вследстзис загрязнсшш котельных поверхностей нагрева интенсивность теплообмеиа снижается.
Дли учета этого полагаем [13); а, = 0,8а, = 0,8 102 = 81,6 Вт/(ит.'С). Определяем коэффициент теплоотдачи излучением от потока га. зов к стенкам труб. Средняя длина пути луча ! ьйм ! — — ОУВЬ) 1Оз Озз (2 2~ — О, Вз) .. О Вз !3 3 Произвсдсняе среднего пути луча из пзрцнальпос даплсппс дву- окиси углерода и водяных паров рсо ! = О,!3 0,188 = 0,0245 и кгс/см', рн о ! =. О, 11 О, 188 =.= 0,0207 и кгс/см', Степень черноты дымовых газов прп средней темперззурс гаюи з!.ы =677' С) находим по графикам на рпс.
!!.1--Н -3: з, = есо + взн,о = О 072 + 1 08'0 042 = 0 О!7 Учитывая, что и «аз, принимаем !зз=!зз+20=250'С. Прн эгон температуре с помощью тех же графиков находим поглощатель- пую способность газов при температуре поверхности труб: )жз 'г=-'оо ' — ! +6 но — — 0,0х(, -'- ',Тс! . ' 'ч50 ! 273 + 1,08 0,07 = О,!7, Эффсктпвнаи степень черноты оболочки вез =0,5(е + !) =-0,5(0,8+1) =0,9 Плотность теплового потока, обусловленная излучением »/л =е,', Со [в, ~ — ~~ — А„( — ") ~ = ~Гт+ 273 ' ~250+ 273~ ~ = 4230 Вт/мз.
Коэффициент теплоотдачи, обусловленный излучением, йл 4230 ал = = — = 9,9 Вт/(мз 'С). !и<з — !сз 677 — 250 Суммарный коэффициент теплоотдачн от дымовых газов к стен. кам труб 8, 6+99 9! 5втД 1.~). 230 Коэффициент теплопередачи 1 1 А 88,3 Вт/(мз'С). бс + 1 1 3 5.10 з ! аз Хс аз 91 5 + 22 + 4550 Находим средний температурный напор, приближенно принимая схему движений теплоносителей за противоточную: !ж! !жт = 1,27<1,5.
554 — 160 При этом !!!п = »1!а = !жз — !жз = 677 — 230 = 447'С. Плошадь поверхности нагрева экономайзера О 4,2 !0» Р = — ' 10» = 1070 мз. йб!~ ВВ,З 447 Число параллельно включенных змеевиков 46» 4 230 1Оз и= = 86. Ржз и»(з юз 3600 827 3,14 (4,4 1О ~)~ 0,6.3600 Длина отдельной секции (змеевика) р !070 ! = — = з =7?5м. и»( и 3,14 5,1 10 з 86 !2-18. Выполнить тепловой расчет и определить число и длину змеевиков пэроперегревателя парового котла производительностью Оз =230 т/ч пара при давлении р=9 8 МПа и температуре перегрева !жз =510'С (рис. 12.7).
В пароперегреватель поступает сухой насыщенный водяной пар. Пар движется по стальным трубам диаметром»(з/»(»=32/28 мы [Хз — — 22 Вт/(м'С)] со с]зедней скоростью шз=!7 и/с. Дымовые газы (!3/з СО», 11»/з Н»О) в количестве бз 500 т/ч движутся поперек трубного пучка. Температура ~азов на входе !,„,=1!00'С, Средняя скорость газов в узном сечении пучка ш = 14 и/с.
Трубы расположены в коридорном порядке с шагом' поперек потока э»=2,3»(з и вдоль потока з»=3»(з. При расчете изменением давления лара по длине пароперегревателя пренебречь. Ответ Плошадь поверхности нагрева Р 764 мз; число змеевиков л 168; длина каждого змеевика !»=45,2 м. Решение При р=98 МПа температура насыщения !,=! !в - 3095 С. 'При этой температуре энтальпня пара [2]»з — — 2728 кДж/кг. На выходе из пароперегревателя при !„,з — — 5!О'С зз — — 3401 кДж/кг, следе.
вательно, количество воспринимаемой паром теплоты ~ !Оз »7 = Оз (!з — !з) — (340! — 2728) = 4,3 1О» кВт. 3600 Среднеарифметическая температура пара гжз — — 0,5 (/кз+ /„,з) 0,5(309,5+510) = 410 С, При этой температуре физические свойства пара равны соответ. ственно [25): рва=36,5 кг/м', Змз=00708 Вт/(м-'С); чжз=0704Х Х10 — ' чЧс; Рг„г=1,09. Число Рейнольдса для потока пара жз!(г 17 2,8 !О йе = з = ' , = 6,77 10з.
мкэ 0,704.10з и гиг 1 гяг =гз г', =1!пр ~с Рнс. 12.7. К задаче 12-18. Число Нуссельта и коэффициент теплоотдачи от стенки к пару: Хп з = 0,021 Де '! Ргжз~з = 0,02! (6,77 1Оз)о'з (1, 09)о'чз = ! 000; Лжз 0.0708 а, = Хп жз = 1000 — ' = 2530 Вт/(мз 'С) . !4! 0,028 Принимая в первом приближении теплоемкость газа сряг= = 1,31 кДж/(кг'С), находим температуру газов на выходе из наро.
перегревателя 4,3 10~ 3600 — — =!!00 — ' = 863'С; ж! гг с 5(К) 10з 1 тогда /я!=05(гжг+Гж!) =05(1!00+863) -982'С. При этой температуре сря! 1,303 кДж/(кг'С) и второго приближения делать не вужно. При температуре !я!=932'С физические свойства дымовых газов заданного состава равны соответственно: ржт = 0,28 кг/мз, Лж» = О 1075 Вт/(м'С); и„! = 170 1О мй/с; Ргж! = 0,58. Число Рейпольдса для потока газов гв!с1, 14 3,2 !О з Вежг = — з = ' = 2640. чжг 170 1О 232 Найдем число Нуссельта н коэффициент теплоотдачи конвекций от газов к стенкам труб, В связи с тем, что число рядов труб вдоль потока неизвестно, расчет ведем для третьего ряда труб. При коридорном расположении для чистых труб по формуле (6.4) Хп, = 0,26 )(е~~зга Рг~'Вгз в„ где / з ! -о,!з Хп ! = 0,26(2640)одц(0,58) '~0,85=31; Л„„О, 1075 с! =Хи ~ = 3! ' =104 Вт/(мй 'С).
! 1 И, 0,032 Учитываем результат загрязнения поверхности нагрева некоторым снижением коэффициента теплоотдачн (!3]; сс, = 0,8 а, = 0,8 104 = 83 Вт/(м!.'С). Определяем коэффициент теплоотдачи излучением от потока га. зов к стенкам труб. Средняя длина пути луча / = 1,08 !/з ( — — 0,785 = 1,08 0,032 (2,3 3 — 0,785) = 0,212 м, 1з Произведение средней данны пути луча иа парциальиые давления двуокиси углерода и водяных паров: Рсо / = 0,13 0,212=0,0276 и кгс/смз р! 01 = 0,11 0,212 =50,0233 м кгс/ем*..
Степень черноты дымовых газов при средней температуре газов Гж!=982'С находим по графикам на рис.!1-1 — 11-3: „= со, + 5 „,о = 0,066+ ! .06 0,037 = 0,106. Для расчета поглощательной способности газов при температуре поверхности труб принимаем !еж!я!+40=450'С. При этой температуре с помощью тех же графиков находим; П 255!о еа А =е ~ — ) +5е =0,068( — ~ +1,08 0,067=0,169.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
