Проектирование теплообменных аппаратов

ТЕПЛОВОЙ И ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПЛАСТИНЧАТОГО ВОДОПОДОГРЕВАТЕЛЯ

Выбрать и рассчитать водоподготовительную установку пластинчатого теплообменника, собранного из пластин 0,6р. Пластины толщиной 0,8 мм из стали 12Х18Н10Т с коэффициентом теплопроводности 16 Вт/(мК).

1) Учитывая соотношение расходов холодного и горячего теплоносителей и , принимаем симметричную компоновку теплообменника.

2) По оптимальной скорости воды = 0,4 м/с и наибольшему расходу определяем требуемое количество каналов:

где - площадь поперечного сечения канала, берем из таблицы технических характеристик пластин (табл. 4 приложения) =0,00245 м2.

Принимаем тк = 23.

3) Общее живое сечение каналов в пакете:

, м2

4) Фактические скорости греющей и нагреваемой воды:

, м/с;

, м/с.

5) Коэффициент теплоотдачи от греющей воды к стенке пластины:

, Вт/(м2К)

где А - коэффициент, зависящий от типа пластин, принимается по табл. 4

приложения, А = 0,492

6) Коэффициент теплоотдачи от стенки к нагреваемой воде

, Вт/(м2К)

7) Коэффициент теплопередачи определяется с учетом заданной толщины слоя загрязнений = 0,10 мм и коэффициента теплопроводности этого слоя:

, Вт/(м2К),

8) Требуемая поверхность теплообмена:

, м2.

где - среднеарифметическая разность температур между горячим и холодным теплоносителем.

, оС.

9) Количество пакетов теплообменника:

где - поверхность нагрева одной пластины, м2. Из табл. 4 приложения =0,6м2.

10) Действительная поверхность нагрева:

11) Потери давления в водоподогревателе:

нагреваемой воды:

, кПа

греющей воды:

, кПа

где - для нагреваемой воды;

- для греющей воды;

Б - коэффициент, зависящий от типа пластины по табл. 4 приложения, Б=3.

12) Окончательно выбираем теплообменник РС 0,6р-0,8-81-1К-01, схема компоновки

По расчетным данным и данными таблиц 4-6 приложения выполняем габаритный чертеж теплообменника.

13) Заносим основные характеристики аппарата в сводную таблицу.

РАСЧЕТ ВЕРТИКАЛЬНОГО ПАРОВОДЯНОГО ПОДОГРЕВАТЕЛЯ

Исходные данные:

Произвести тепловой, конструктивный и гидравлический расчет и разработать конструкцию вертикального пароводяного подогревателя.

Исходные данные для расчета:

производительность Q = 4 МВт;

греющий пар сухой, насыщенный с давлением Р = 0,12 МПа;

температура нагреваемой воды: на входе = 50 °С;

на выходе = 95 °С;

Трубную систему выполнить из латунных трубок (латунь Л-68 с коэффициентом теплопроводности = 105 Вт/(мК)) с наружным диаметром = 20 мм и внутренним - = 18 мм. Скорость воды в трубках ориентировочно принять = 2,0 м/с. Ориентировочное число ходов 2.

Влияние загрязнения поверхности теплообмена учесть дополнительным термическим сопротивлением слоя загрязнений на внутренней поверхности трубок толщиной = 0,1 мм с коэффициентом теплопроводности = 2 Вт/(мК).

Расчет

Определяем расход пара:

, кг/с

где - соответственно энтальпии пара и конденсата на линии насыщения при давлении 0,4 МПа. По таблицам Ривкина i"n= 2683,1кДж/кг, = 439,3кДж/кг;

- коэффициент, учитывающий потери теплоты в окружающую среду, =0,99.

Определяем массовый и объемный расход воды:

,кг/с

, м3/с

где Св =4187 Дж/(кг*К) - удельная массовая теплоемкость воды;

рв = 976,28 кг/м3 - плотность воды при температуре =(95+50)/2 = 72,5 °С.

Средняя логарифмическая разность температур теплоносителей в подогревателе:

°С

где - температура насыщения при давлении в паровом пространстве. По таблицам Ривкина при =0,12 МПа, = 104,78 °С.

4) Определяем число трубок в одном ходе предварительно:

, шт,

всего в корпусе трубок предварительно:

шт.

Принимаем шаг трубок S = 32 мм, угол между осями трубной системы а = 60° (треугольная разбивка).

По таблице определяем количество труб, которое можно разместить в равностороннем шестиугольнике N = 91, и число труб, расположенных на диаметре nd=11.

Диаметр описанной вокруг шестиугольника окружности определяем по формуле:

, мм;

Внутренний диаметр корпуса подогревателя:

, мм

Принимаем для корпуса подогревателя трубу 377/359 мм.

Общее число трубок 91 шт.

Для установки перегородок в верхней и нижней водяных камерах удаляем 5 трубок.

Таким образом, действительное число трубок в подогревателе равно:

, шт,

то есть по 43 трубок в каждом ходе.

5) Действительная скорость воды в трубках

, м/с.

6) Коэффициент теплоотдачи от конденсирующегося пара к вертикально расположенным трубкам можно определить в зависимости от значения числа Григулля:

по следующим формулам:

z<2300 , Вт/(м2К);

z>230 , Вт/(м2К),

где ,

здесь: Н - расчетная высота трубок, м;

tH,tcm - температура конденсата (равная температуре насыщения пара) и температура стенки;

- температурные множи

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать