С одержание Часть 1 Термодинамический расчет цикла

• Название: С одержание Часть 1 Термодинамический расчет цикла
• Дата: 15.02.2022
• Размер: 374.6 Kb.
• Имя файла: Kursovaya_Osintseva_Avtosokhranenny.docx
• Тип: Документы; #362103
• страница: 2 из 3

Часть 2. Тепловой расчет конденсатора.

Влажный пар из из турбины со степенью сухости х_2д (берется из термодинамического расчета) поступает в горизонтально расположенный конденсатор, на трубках которого пар конденсируется при постоянном давлении р₂. Трубки выполнены из латуни ( = 85,5 Вт/(м·К)). Внутренний диаметр трубок d_1, мм, внешний d_2, мм. Количество трубок в конденсаторе N = 10000 штук. Расположение трубок в конденсаторе шахматное. Количество рядов трубок по вертикали Z = 100. Внутри трубок движется вода со скоростью ω. Температура воды на вход в конденсатор . Переохлаждение конденсата отсутствует. Коэффициент полезного действия теплообменного аппарата 0,98. Рассчитать поверхность теплообмена конденсатора.

И
сходные данные:

Вариант	х2д	d1/ d2	N	Z	ω		η
15	0,8727	19/21	10000	100	0,8	11	0,98	85,5

Для определения поверхности воспользуемся уравнением теплопередачи:



Чтобы определить поверхность теплообмена, нужно определить тепловую мощность Q, коэффициент теплопередачи К и среднеинтегральный температурный напор .

Величина тепловой мощности берется из термодинамического расчета:



Расчет среднеинтегральной температурного напора.



Схема изменения температуры горячего и холодного теплоносителя по поверхности теплообменного аппарата.



Определяем температуру на выходе с помощью уравнения теплового баланса:



Из термодинамической таблицы физических свойств водяного пара на линии насыщения, определяем температуру насыщенного пара и скрытую теплоту парообразования.



_{Вода на выходе максимально может нагреться до температуры насыщения =45,8. Поэтому для дальнейших расчетов принимаем среднюю температуру на этом интервале t = (45.8+11)/2 = 28.4.}

Cp₂ – удельная теплоёмкость воды внутри трубок теплообменного аппарата.



G₂ - массовый расход воды.



- плотность воды при определяющей температуре

.





Отсюда можно определить температуру на выходе:



- среднеинтегральный температурный напор.









Расчет коэффициента теплопередачи.

Так как (d₁/d₂)=(19/21)=0,905 << 2, то коэффициент теплопередачи можно рассчитывать по приближенной формуле для плоской стенки.



- коэффициент теплоотдачи от пара к внешней поверхности пучка труб.

- коэффициент теплоотдачи от стенки трубы к протекающей в ней воде.

- толщина стенки трубы.

- коэффициент теплопроводности латуни ( = 85,5 Вт/(м·К)).

1. 
   Определим , для чего воспользуемся формулой теплоотдачи пара при конденсации на горизонтальной трубе.
   

- коэффициент теплоотдачи одной горизонтальной трубы.



- коэффициент теплоотдачи пучка труб.



Принимаю t_с = 35.22 С; t_с – температура стенки трубы. Зададим определяющую температуру.



g – ускорение свободного падения g = 9,81 м/с.

- плотность конденсата при t = t_ж.

- коэффициент теплопроводности.

- динамический коэффициент вязкости.

х – степень сухости, берется из термодинамического расчета (х = 0,8727).

r_ж– скрытая теплота парообразования ( )

Данные значения берутся из таблицы «физические свойства воды на линии насыщения».

0,5879 Вт/ м·K

1165,9*10⁶

1,1668*10⁶

Подставляем значения в формулы:

2. 
   Определим _.
   

По величине безразмерного числа Рейнольдса определяем режим течения жидкости:



Режим течения жидкости в трубе турбулентный



- поправка на угол атаки; =1,

3. 
   Определяем коэффициент теплопередачи.
   

Проверка правильности выбора температуры стенки.

q₂ – плотность теплового потока по формуле теплоотдачи



q – плотность теплового потока, рассчитанного через среднеинтегральный температурный напор и коэффициент теплопередачи



Если , то температура стенки выбрана правильно

→ температура стенки выбрана неверно.

Принимаю t_с = 34Сº; t_с – температура стенки трубы.

Подставляем значения в формулы:

4. 
   Определим _.
   

5. 
   Определяем коэффициент теплопередачи
   

Проверка правильности выбора температуры стенки.

q₂ – плотность теплового потока по формуле теплоотдачи



q – плотность теплового потока, рассчитанного через среднеинтегральный температурный напор и коэффициент теплопередачи



Если , то температура стенки выбрана правильно

→ температура стенки выбрана верно.

Определение поверхности теплообмена F.



Определение общей длины труб.



Длина одной трубы.



Основные обозначения 2 части:

- температура на входе

- температура на выходе

L – длина

q – плотность теплового потока

Q - тепловой поток

d - диаметр

F – площадь поверхности

- среднеинтергальный температурный напор

- коэффициент теплоотдачи

- коэффициент теплопроводности

Nu – безразмерное число Нуссельта

Pr - безразмерное число Прандтля

Re – безразмерное число Рейнольдса

ν - коэффициент кинематической вязкости

– скорость

- поправка на угол атаки

– плотность

Z – число трубок по вертикали

N - полное число трубок

- скрытая теплота парообразования

- теплота перегрева

- динамический коэффициент вязкости

δ - толщина трубы

Ср - удельная теплоемкость

G– расход

f - площадь сечения трубы.