Название: Расчет пароводяного кожухотрубного подогревателя - Методические указания (П.А. Щинников)

Жанр: Экономика

Просмотров: 1545


1.11. предварительная длина труб, м.

Диапазон изменения длины труб для первого приближения может лежать в широких пределах:

L = 0,5...6DВН.

Выбор этого значения определяется не только условиями теплообмена, но и местом и положением установки будущего аппарата, условиями монтажа, эксплуатации и ремонта.

 

1.12. Среднее число труб в ряду по ходу пара nСР, шт.

Определяется по эскизу, рис. 1.1.

1.13. Среднее проходное сечение по пару, м2:

.

 

1.14. Средняя скорость пара в пучке, м/с:

.

 

1.15. Определение Re пара:

,

где nП, м2/с – коэффициент кинематической вязкости, табл. 1.2.

 

1.16. Определение Re пленки конденсата:

,

r, Дж/кг – теплота испарения при заданном давлении, табл. 1.2;

lЖ, Вт/(м×К); rЖ, кг/м3; nЖ, м2/с – теплопроводность, плотность и коэффициент кинематической вязкости пленки конденсата, определяются по температуре насыщения при заданном давлении Р, табл. 1.1; Dt, °С – определяется как разность между температурой пленки конденсата (температурой насыщения) и температурой стенки трубы Dt = tПЛ – tСТ, где tПЛ = tН = t12, а tСТ для незначительных температурных напоров (»15...30 °С) и для первого приближения можно определить как среднеарифметическую между температурой пленки конденсата и средней температурой нагреваемой воды в подогревателе, .

1.17. Критерий Галилея, Ga:

,

где g, м/с2 – ускорение свободного падения g = 9,81; d2, м – наружный диаметр труб.

 

1.18. Критерий Нуссельта для теплоотдачи при конденсации пара:

.

Здесь В – параметр, учитывающий загрязнение пара, для чистого пара В = 42; mП; mПЛ, с/м2 – коэффициенты динамической вязкости пара и пленки конденсата соответственно, определяются по табл. 1.1 и табл. 1.2 при заданном давлении Р.

 

1.19. Средний коэффициент теплоотдачи от конденсирующегося пара на горизонтальном пучке, Вт/(м2×К):

.

1.20. Определение Re воды:

,

где nВ, м2/с – коэффициент кинематической вязкости воды при , табл. 1.1.

 

1.21. Критерий Нуссельта для теплоотдачи от стенки к воде:

,

где PrВ – Прантль воды при ее средней температуре табл. 1.1; PrСТ – Прантль воды вблизи стенки при температуре стенки tСТ, табл. 1.1.

 

1.22. Коэффициент теплоотдачи от стенки трубы к воде, Вт/(м2×К):

,

где lВ, Вт/м×К – теплопроводность воды при ее средней температуре , табл. 1.1.

 

1.23. Коэффициент теплопередачи, Вт/(м2×К):

.

 

Здесь dСТ  = d2-d1 и dЗ, м – толщина труб и загрязнений соответственно; lСТ и lЗ, Вт/(м×К) – теплопроводность материала труб и загрязнений соответственно.

В порядке оценки (более точно в таблицах приложения) в расчетах можно принять lСТ = 50 Вт/(м×К) – для стальных труб и lСТ =100 Вт/(м×К) – для латунных труб;  м2×К/Вт.

 

1.24. Уточнение температуры стенки по уравнению теплового баланса:

 Þ .

В этих выражениях , °С – уточненная температура стенки, а tН  = t12, °С – температура насыщения конденсата.

Уточненная температура стенки сравнивается с предварительно заданной (п. 1.16) и при расхождении более чем на 3...5 \%, необходимо провести повторный расчет.

 

1.25. Средне-логарифмическая разность температур между теплоносителями, °С:

.

1.26. Необходимая расчетная поверхность нагрева, м2:

.

1.27. Поверхность нагрева аппарата по эскизу, рис.1.1, м2:

.

При расхождении FР и F более, чем на 3...5 \%, следует повторить расчет, изменяя w0, L, d2/d1, S1. При этом наилучшими конструкторскими решениями являются, как правило, такие, при  ко-

торых достигается сопоставимость коэффициентов теплоотдачи (aП » aВ).

 

Выводы

 

Таким образом, в результате теплового расчета подогревателя определяются его основные конструктивно-компоновочные характеристики:

 

внутренний диаметр кожуха, DВН;

длина труб, L;

количество труб, n;

поверхность нагрева, F;

определяется расположение труб внутри кожуха и межосевые расстояния S1 и S2;

определяется способ изготовления и материал кожуха.

Кроме того, определяются технические характеристики аппарата:

расход нагреваемой воды, GВ, VВ;

расход греющего пара, GП, VП;

скорость движения воды, wВ;

скорость движения пара, wП;

коэффициент теплоотдачи пара, aП;

коэффициент теплоотдачи к воде, aВ;

коэффициент теплопередачи, k;

температура стенки труб, tСТ.