РАСЧЕТ МДК. 2. 3 Проверочный расчет аво газа

Название	2. 3 Проверочный расчет аво газа
Дата	09.04.2023
Размер	51.61 Kb.
Формат файла
Имя файла	РАСЧЕТ МДК.docx
Тип	Документы #1049142

2.3 Проверочный расчет АВО газа

Цель расчёта: определить требуемую поверхность охлаждения аппаратов воздушного охлаждения газа.

Исходные данные

Производительность ДКС, млн. м³/сут 65

Давление газа на входе в АВО Р, МПа 3.7

Температура газа на входе в АВО t₁, °С 90

Температура газа на выходе из АВО t₂, °С 35,4

Температура наружного воздуха τ₁, °С 27

Тип теплообменного аппарата: АВГ-55МГ/3-6-2 с наружной поверхностью охлаждения Н=10500 м², коэффициент оребрения φ=20, количество аппаратов n=36

Определяем массовый расход газа G, кг/с:

(2.15)

где ρ_г – плотность газа при стандартных условиях берём из справочных таблиц, ρ=0,72кг/м³;

Q – производительность ДКС млн. м³/сут.

=36 кг/с

Средняя температура газа t_am, °С:

(2.16)

где t₁ - температура газа на входе в АВО, °С;

t₂ - температура газа на выходе из АВО, °С.

Определим количество передаваемой теплоты Q из уравнения теплового баланса, кВт:

(2.17)

где G- расход газа (в кг/с);

с_pm – теплоёмкость газа определяется из номограммы при средней температуре газа и рабочем давлении Р, с_pm=2,56 кДж/(кгּ°С)

Расход воздуха для выбранного количества аппаратов G₂, кг/с:

(2.18)

где ρ_в –плотность воздуха при температуре воздуха на входе в аппарат (τ₁=0°С) определяется по справочным таблицам, ρ_в = 1,29 кг/м³;

V_в - производительность вентиляторов указанного типа АВО по паспорту аппарата, м³/ч, V_в = 82000;

n – количество АВО газа, n =36 шт.

Вычисляем температуру воздуха на выходе из аппарата τ₂, °С:

(2.19)

где c_pm₂ – теплоёмкость воздуха, выбирается из справочных таблиц, c_pm₂=1,005 кДж/(кгּ°С);

G₂ – расход воздуха через выбранное количество АВО, кг/с.

Вычисляем среднюю разность температур процесса теплопередачи θ_m, °С:

(2.20)

где θ₁, θ₂ – наибольшая и наименьшая разности температур;

;

°С;

ε – поправка на непротивоточность в зависимости от коэффициентов Р и R. ε=0,975

Определяем плотность газа при Т_ср=318°С и Р=22,5 МПа, ρ_г, кг/м³:

(2.21)

Определяем скорость газа в охлаждающих трубках w, м/с:

(2.22)

где f – площадь поперечного сечения хода, f=390ּ10^-3м² (из характеристики аппарата);

n – число аппаратов.

Число Рейнольдса по газу Re_г:

(2.23)

где d_вн – внутренний диаметр трубки, м;

μ_г – вязкость газа, определяется по справочным таблицам, μ_г=12,56ּ10^-6 Паּс.

Т.к. Re_г>10⁴ т.е. режим движения газа турбулентный, для определения коэффициента теплопередачи используем уравнение:

(2.24)

где λ_г – коэффициент теплопроводности газа, λ_г =41,96ּ10^-3Вт/(мּ°С), определяется по справочной таблице;

Nu – критерий Нуссельта.669,185 0,89

Критерий Нуссельта Nu:

(2.25)

где Pr – критерий Прандтля, Pr=0,775, определяется по таблице или по формуле:

(2.26)

где η_г –динамическая вязкость газа, Паּс.

Число Рейнольдса для воздуха Re_в:

(2.27)

где η_в - динамическая вязкость воздуха η_в, Паּс, определяется по справочным таблицам или по формуле:

(2.28)

Т_срв – средняя температура воздуха, К;

Т_срв=(τ₁-τ₂)ּ0,5+273 (2.29)

Т_срв =(27+31)ּ0,5+273=302 K

w_уз – скорость воздуха в узком сечении пучка труб определяется из технической характеристики аппарата, w_уз=10,8 м/с;

d_н – наружный диаметр трубки, определяется из технической характеристики аппарата, d_н=0,025м.

Критерий Нуссельта для воздуха Nu_в:

(2.30)

где t – шаг рёбер, из технической характеристики аппарата, t=3,5мм;

h – высота ребра, из технической характеристики аппарата, h=10мм;

d_н – наружный диаметр трубки, из технической характеристики аппарата, d_н=25 мм.

Коэффициент теплопередачи наружной поверхности α₁, Вт/(м²ּ°С):

(2.31)

где λ_в – теплопроводность воздуха при средней температуре, λ_в=2,49ּ10²Вт/(мּ°С), определяется из справочных таблиц.

Коэффициент теплопередачи К, Вт/(м²ּ°С):

(2.32)

где δ_ст – толщина стенки трубы, δ_ст=0,0006 м, из технической характеристики аппарата;

λ_ст – коэффициент теплопроводности стенки, λ_ст = 50 Вт/(мּ°С);

ψ – коэффициент увеличения поверхности теплообмена, из технической характеристики аппарата, или по формуле:

(2.33)

Определяем водяной эквивалент поверхности теплообмена КН, кВт/°С:

(2.34)

Необходимая поверхность охлаждения Н_р, м²:

(2.35)

Определяем необходимое количество АВО газа n_p:

(2.36)

Определяем коэффициент гидравлического трения λ_тр.

Т.к. число Рейнольдса Re_г>10⁴, то λ_тр вычисляем по формуле:

(2.37)

Потери давления при прохождении газа через АВО ΔР, Па:

(2.38)

Вывод: для охлаждения 65 млн. м³/сут природного газа с рабочим давлением 18,64 МПа необходимо 36 АВО газа типа АВГ-55МГ/3-6-2, потери давления при прохождении через охлаждающие секции АВО составят 2 кПа.