Расчёт теплообменников. Лабораторная работа Расчет теплообменников. Лабораторная работа Расчет теплообменников
 Скачать 56.72 Kb.
|
|
Таблица 4 Значение коэффициента загрязнения труб хст
Потерю давления в подогревателе определяем с учетом дополнительных потерь от шероховатости в результате загрязнений труб по Таблице 4 и потерь от местных сопротивлений по Таблице 5. Таблица 5 Коэффициенты местного сопротивления x арматуры и отдельных элементов теплообменного аппарата
Для условий проектируемого теплообменника по Таблице 4 для загрязненных латунных труб хст = 1,3, а по Таблице 5 коэффициенты местных сопротивлений имеют следующие значения:
Потеря давления в подогревателе (при условии w = const): (мм вод. ст.) Гидравлическое сопротивление пароводяных подогревателей по межтрубному пространству, как правило, не определяется, так как его величина вследствие небольших скоростей пара (до 10м/с) очень мала. Пример расчета секционного водоводяного подогревателя Исходные данные: давление сухого насыщенного водяного пара р = 4ат (tн = 143,62°С), мощность Q = 1,2 ·106 ккал/ч. Расчет: Определим расходы сетевой воды и воды, нагреваемой в межтрубном пространстве: (кг/ч) или Vт = 20,0 м3 /ч; (кг/ч) или Vмт = 40,0 м3 /ч. Площадь проходного сечения трубок (при заданной в условии расчета скорости течения воды в трубках w=1 м/с): (м2 ) Выбираем подогреватель МВН 2050-32 (Рисунок 1.2, Таблица 1.4). Согласно Таблице 1.3 он имеет: наружный диаметр корпуса 219мм и внутренний – 209мм, число стальных трубок (размером 16×1,4мм) n = 69шт., площадь проходного сечения трубок fт = 0,00935м2 , площадь проходного сечения межтрубного пространства fмт = 0,0198 м2 . Скорость воды в трубках и в межтрубном пространстве: (м/с) (м/с) Таким образом, в результате расчета совершенно случайно получены одинаковые скорости воды (Wт =Wмт ). Эквивалентный диаметр для межтрубного пространства: (м) Средняя температура воды в трубках: (°С) При этой температуре температурный множитель, необходимый для дальнейших расчетов (по Таблице 2), A5т »2960. Средняя температура воды между трубками: (°С) При этой температуре температурный множитель (по Таблице 2) A5мт »2616. Режим течения воды в трубках (при t1 = 110°С νт = 0,271·10-6 м2 /с) и межтрубном пространстве (при t = 80,0°С νмт = 0,38·10-6 м2 /с) турбулентный, так как: Коэффициенты теплоотдачи (для турбулентного режима течения воды): Коэффициент теплоотдачи три турбулентном движении воды внутри трубок: (ккал/(м2 ·ч·град)) где dэ = dв . (ккал/(м2 ·ч·град)) Расчетный коэффициент теплопередачи (коэффициент теплопроводности стали l = 39ккал/(м·ч·град) определяем по формуле для плоской стенки, так как ее толщина меньше 2,5мм: (ккал/(м2 ·ч·град)) Температурный напор: (°С) Поверхность нагрева подогревателя: (м2 ) Длина хода по трубкам при среднем диаметре трубок d = 0,5·(0,016+0,0132) = 0,0146 (м): (м) Число секций (при длине одной секции lт = 4 м): секции; принимаем 3 секции. Уточненная поверхность нагрева подогревателя согласно технической характеристике выбранного аппарата составит: (м2 ) Действительная длина хода воды в трубках и межтрубном пространстве Lт = 4·3 = 12 (м), Lмт = 3,5·3 = 10,5 (м) (при подсчете Lмт расстояние между патрубками входа и выхода сетевой воды, равное 3,5м, выбрано из конструктивных соображений). Определяем гидравлические потери в подогревателе. Коэффициенты гидравлического трения для трубок и межтрубного пространства определяем по формуле Альтшуля при k = 0,3·10-3 мм (для бесшовных стальных труб изготовления высшего качества): Коэффициенты местных сопротивлений для потока воды в трубках, принимаем по Таблице 5.
Суммарный коэффициент местных сопротивлений для потока воды в межтрубном пространстве определяется из выражения: Отношение сечений входного или выходного патрубка: fмт /fпатр = 1. Потери давления в подогревателе с учетом дополнительных потерь хст от шероховатости (для загрязненных стальных труб по Таблице 4 принимаем хст = 1,51): (мм вод. ст.) Потери в межтрубном пространстве подсчитываются по аналогичной формуле, но лишь в том случае, когда сумма значений коэффициентов местных сопротивлений Sxмт определена по указанной выше формуле, в противном случае расчет потерь Dpмт значительно усложняется. (мм вод. ст.) Сведем полученные результаты в Таблицу 6 и сравним их между собой. Таблица 6 Расчетные данные кожухотрубчатого и секционного водоводяного теплообменников
Сравнение показывает, что для данных условий кожухотрубчатый теплообменник имеет те преимущества, что он более компактен и гидравлическое сопротивление его меньше. Приложение 1 а) б) Рисунок 1.1 Горизонтальные пароводяные подогреватели конструкции Я.С. Лаздана: а – двухходовые; б – четырехходовые. Таблица 1.1 Расчетные характеристики горизонтальных пароводяных подогревателей конструкции Я.С. Лаздана (Рисунок 1)
Рисунок 1.2 – Водоводяной подогреватель МВН-2050-62. Рисунок 1.3 – Одноходовой теплообменный аппарат типа ТН с диаметром корпуса 159 или 273мм, имеющий две камерные сварные крышки с плоскими донышками | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||