3 Гидравлический расчёт пг

Целью данной главы является определение потерь в первом контуре ПГ и изменение некоторых параметров в случае, если суммарные потери превысят заданное в задании значение.

Принципиальная схема коллектора представлена в Приложении А.

В ПГ теплоноситель теряет давление в 5 местах:

• при повороте на 90^о при входе в коллектор;

• при внезапном расширении потока перед входом в коллектор;

• в коллекторной системе;

• при плавном сужении на выходе из коллектора;

• при повороте на 90^о после коллектора;

Принимаем внутренний диаметр трубы

Вычислим потери при повороте потока на 90^о перед входом в коллектор:

Скорость воды в трубе до коллектора [4]:

Число Рейнольдса до коллектора:

Коэффициент местного сопротивления [1]:

[1]

Коэффициент сопротивления трения [1]:

Суммарный коэффициент сопротивления [1]:

Потери давления при повороте трубы [1]:

Потери давления при резком расширении [1]:

Потери давления в коллекторе [4]:

Принимаем

В коллекторе потери складываются из аппаратных (поворот пучка на 180^о), трения в трубках, а также потерь при входе потока в трубки.

Длина аппаратного участка [4]:

Длина пути на трение [4]:

Коэффициент сопротивления трения [1]:

Аппаратный коэффициент сопротивления складывается из местного и трения. Местный выглядит следующим образом [1]:

Коэффициент сопротивления трения [1]:

Аппаратный коэффициент сопротивления [1]:

Отношение суммарного сечения трубок к сечению коллектора [1]:

Суммарный коэффициент сопротивления в коллекторе [1]:

Потери давления в коллекторе [1]:

Теперь вычислим потери при повороте потока на 90^о после выхода из коллектора:

Скорость воды в трубе после коллектора [4]:

Число Рейнольдса после коллектора [4]:

Коэффициент местного сопротивления [1]:

Коэффициент сопротивления трения [1]:

Суммарный коэффициент сопротивления [1]:

Потери давления при повороте трубы [1]:

Потери давления при сужении на выходе из коллектора [1]:

Суммарные потери давления в первом контуре [1]:

Все три значения удовлетворяют условию, поставленному в исходном задании, следовательно не нужно ничего менять в устройстве ПГ.

На этом гидравлический расчёт ПГ завершён.

4 Выбор рационального варианта пг

В результате теплового и гидравлического расчётов я получила три варианта ПГ, отличающиеся по скоростным и массо-габаритным характеристикам. Для выбора рационального варианта строят графики зависимостей величины поверхности теплообмена ПГ, длины труб и потерь напора по тракту теплоносителя 1 контура от скорости теплоносителя.

Данный график представлен в Приложении А.

Построив данный график и проанализировав его, я пришла к выводу, что рациональным является вариант со скоростью w₂=4 м/с, так как длины трубок и потери напора в ПГ по первому контуру для всех трёх вариантов укладываются в допустимые значения, но второй вариант по предельной длине труб поверхностного нагрева ближе всего к допустимому значению. Дальнейшие расчёты будут продолжены с этим вариантом ПГ.