4. Начальные и граничные условия выполнения индивидуального домашнего задания

1. Выполнить тепловой расчет пароводяного кожухотрубного теплообменника, предназначенного для нагрева G₂ [т/ч] воды от температуры t′₂ =10^оС до температуры t′′₂.

2. Вода движется внутри латунных трубок диаметром [мм].

3. Коэффициент теплопроводности латуни λ = 85,5 [Вт/(м^oК)].

4. Греющий теплоноситель - сухой насыщенный пар давлением Р_н, [МПа].

5. Скорость движения воды принять конкретно от w = 1 - 2,5 [м/с].

6. Изобразить схему изменения температур теплоносителей по поверхности аппарата.

7. Поверхность теплообменного аппарата найти из уравнения теплопередачи:

, (33)

Где: - коэффициент теплопередачи с учетом загрязнения трубок

Вт/м² ^оК (34)

F, [м²] – поверхность теплообменных трубок аппарата;

Δt_Л, [ºС] – средний логарифмический температурный напор;

Q, [Вт] - количество передаваемой теплоты.

8. Теплоту Q определяют по уравнению теплового баланса для холодного теплоносителя.

9. Коэффициент теплоотдачи α₁ при конденсации пара на вертикальной трубе определяется по формуле:

, (35)

Где: Δt = t_H-t_c;

t_c - средняя температура стенки трубы;

t_H - температура насыщения, t_H = f(P);

t_c =0,5 [tH+ 0,5(t′₂ + t′′₂)]

10. Физические параметры пленки конденсата выбирают по приложению 1 по средней температуре пленки tПЛ, tПЛ = 0,5(t_H +t_c); скрытую теплоту парообразования r - по температуре t_H (приложение 2). В расчетную формулу r подставляют в Дж/кг. В первом приближении высоту трубы h задают 2 м.

11. Коэффициент теплоотдачи от стенки к воде α₂ определяют по критериальному уравнению для турбулентного режима движения воды в трубках:

, (36)

Поправочный коэффициент , если .

12. В других случаях находят в справочниках

13. Физические параметры воды находят по приложению 1 по средней температуре t_ж = 0,5(t′₂ + t′′₂), Pr_c - по температуре стенки t_c.

14. Скорость воды выбирают в заданном в п. 4.5. интервале.

15. Температурный напор рассчитывается по формуле:

16. Число трубок в одном ходу m округляют до десятков. Число ходов труб выбираем z = 4, тогда общее число труб в аппарате составит:

n=m*z.

Действительную высоту труб определяем по формуле:

4.17. Погрешность расчетов определяем по формуле:

При получении погрешности более 30% необходимо изменить число ходов, скорость движения воды или высоту труб.

17. Диаметр трубной доски при расположении труб по вершинам равностороннего треугольника определяем из соотношения:

(37)

где t - шаг между трубками, t=(l,25...2,5)d_H,

n - общее количество труб в аппарате,

φ - коэффициент заполнения трубной доски.

Принимаем для многоходовых аппаратов φ=0,6.

ЛИТЕРАТУРА

Основная:

1. Арсеньев Г. В.. Энергетические установки. - М.: Высшая школа, 1991. 336 с.

2. Волков Э. П., Ведяев В. А., Обрезков В. И. Энергетические установки электростанций. - М.: Энергоатомиздат, 1983. 280 с.

Дополнительная:

3. Тепловые и атомные электростанции: Справочник / Под. общ. ред. Григорьева В. А., Зорина В. М. - М.: Энергоатомиздат, 1989. 608 с.

4. Немцев 3. Ф., Арсеньев Г. В. Теплоэнергетические установки и теплоснабжение. - М.: Энергоиздат, 1982. 400 с.

5. Кузнецов Н. М., Копп И. 3., Кузнецов А. Н. Паропроизводящие установки атомных электрических станций. - СПб.: СЗПИ, 1990. 253 с.

6. Промышленные тепловые электростанции. / Под общ. ред. Соколова Е. Я.-М.: Энергия, 1979. 496 с.

7. Соколов Е. Я. Теплофикация и тепловые сети. -М.: МЭИ, 2001. 472с.

8. Теплоэнергетика и теплотехника. Общие вопросы: Справочник. / Под. общ. ред. Григорьева В. А. и Зорина В. М. -М.: Энергия, 1987. 652 с.

9. Ривкин С. Л., Александров А. А. Термодинамические свойства воды и водяного пара: Справочник. - М.: Энергия, 1984. 80 с.