Билет 19в1 Проблема масштабного перехода

Актуальной и сложной задачей в различных отраслях промышленности является проектирование новых и реконструкция действующих массо- и теплообменных аппаратов большой единичной мощности, значительную часть которых составляют колонные аппараты для разделения многокомпонентных смесей в системах газ (пар) - жидкость и жидкость-жидкость. При этом одной из основных проблем является снижение эффективности процессов разделения смесей в промышленных массообменных колоннах при увеличении их размеров, что получило название "масштабного эффекта" . Принято считать, что масштабный эффект имеет гидродинамическую природу и обусловлен увеличением неравномерности распределения фаз и полевых переменных на промышленном контактном устройстве по сравнению с его лабораторным макетом. Изучение масштабных эффектов показало, что они могут быть обусловлены неравномерностями следующих четырех типов:

1. Входными неравномерностями - неоднородностями распределения потоков газа и жидкости на входе контактного устройства;

2. Неравномерностями, вызванными внутренними закономерностями двухфазного течения;

3. Неравномерностями, вызванными дефектами монтажа;

3. Неравномерностями, обусловленными дефектами конструкции.

Роль каждого из этих факторов существенно зависит от типа аппарата.

В2 Тепловой расчет маслоохладителей паротурбинных установок

Поскольку маслоохладители являются элементами вспомогательного оборудования общей схемы маслоснабження турбоустановок, то их производительности обычно не рассчитываются.Маслоохладители стационарных паротурбинных установок относятся к классу рекуперативных теплообменник аппаратов, работают в непрерывном тепловом режиме и характеризуются весьма малой тепловой инерционностью. Соответственно все расчеты проводят при стационарном тепловом режиме. Основными уравнениями для теплового расчета маслоохладителя также являются уравнения теплового баланса и теплопередачи.

с учетом потерь в окружающую среду запишем стандартное по форме уравнение теплового баланса для двух теплоносителей маслоохладителя:

G_m — расход масла в маслоохладителе, м³/с; с_рм — удельная теплоемкость масла при средней его температуре в аппарате tм, кДж/(кг ■ К); м — плотность масла при t_М, кг/м3; Q_пот— количество теплоты, отдаваемое поверхностью аппарата окружающей среде, Вт.

Вторым расчетным уравнением для любого теплообменника является уравнение теплопередачи , по которому при поверочном расчете находится тепловой поток в кВт:

Q = kFΔt_cp,

Δtcp	- средняя разность температур между теплоносителями, К;

k - коэффициент теплопередачи, кВт/(м²К): 

Здесь   - коэффициенты конвективной теплоотдачи со стороны горячего и холодного теплоносителей, кВт/(м²К);

   - толщина стенки , м;

λ  - теплопроводность материала стенки, кВт/(мК).

Б 20б в1Тепловой расчет котлоагрегата

В поверочном расчете по принятой конструкции и геометрическим характеристикам поверхностей котлоагрегата (диаметрам, шагам, проходным сечениям и др.) для заданной нагрузки и используемого топлива определяются тепловые потери, коэффи­циент полезного действия, расход топлива, скорости рабочей среды, воздуха, дымовых газов, коэффициенты теплоотдачи и теплопередачи. Для выполнения расчета приходится предварительно задаваться этими температурами и уточнять их путем по­следовательных приближений как по отдельным поверхностям, так и по агрегату в целом.

Расчет котлоагрегата для одноступенчатой компоновки хвостовых поверхностей нагрева рекомендуется вести в такой последовательности.

выбирают коэффициенты избытка воздуха в топке и присосы воздуха по газоходам, рассчитывают объемы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания. С учетом всех потерь тепла определяют КПД. котлоагрегата, а с использованием его значения — расход топлива В. При этом для расчета потерь тепла с уходящими газами предварительно задаются температурой уходящих газов

При поверочном тепловом расчете топочной камеры известны ее объем, лучевос-принимающая поверхность, степень экранирования. Расчетом определяется температура газов на выходе из топки. Ряд необходимых для расчета величин выбирают по соответствующим таблицам с учетом реко­мендаций, приведенных в настоящем разделе.

После завершения расчета топки рассчитывают конвективные поверхности в по­следовательности, соответствующей движению газов от топки до экономайзера.

При поверочном расчете конвективных пароперегревателей, экономайзеров, возду­хоподогревателей известны геометрические характеристики теплообменных поверхно­стей, а также температуры и энтальпии каждой из сред только на одном конце по­верхности. Определение энтальпий обеих сред на другом конце поверхностей осу­ществляют последовательным уточнением предварительно принятой величины тепло-восприятия. Для этого оценивают неизвестную конечную энтальпию одной из сред и с помощью соответствующих уравнений теплового баланса определяют по известной и принятой энтальпиям тепловосприятие поверхности , а также значение энтальпии второй среды; по энтальпиям находят значения температур сред. Далее по температурам сред и скоростям рассчитывают коэффициент теплопередачи, температурный напор, а по уравнению теплообмена — величину тепловосприятия Q_T- Расчет повторяется до получения близких значений обоих тепловосприятий

При двухступенчатой компоновке хвостовых поверхностей нагрева необходимо задаться температурой воды на выходе из экономайзера. По температуре газов на входе и воды на выходе рассчитывают вторую (по ходу воды) ступень экономайзера. Затем по выбранной температуре горячего воздуха и газов на входе рассчитывают вторую (по ходу воздуха) ступень воздухоподогревателя. После этого рассчитывают первую ступень экономайзера (по известным входным температурам воды и газов) и первую ступень воздухоподогревателя (по известной из расчета предыдущей поверх­ности температуры газов и выбранной температуре воздуха на входе).

Завершающим этапом является расчет температуры уходящих газов О_ух и горячего воздуха путем уточнения предварительно принятых значений этих величин методом последовательных приближений.

Расчетное задание для поверочного теп­лового расчета котлоагрегата должно содер­жать следующие сведения и исходные данные:

а) чертежи котлоагрегата и данные, характеризующие конструкцию его поверхно­стей и их размеры;

б) характеристики топлива (элементарный состав, выход летучих, теплоту сгора­ния, температурные характеристики золы и шлака, фракционный состав);

в) паропроизводительность или теплопроизводительность котлоагрегата, параметры рабочей среды;

г) величину непрерывной продувки;

д) данные теплового расчета системы пылеприготовления (количество первичного воздуха, топочных газов, аэросмеси, присасываемого воздуха, влажность и температуру пыли);

е) характеристики рециркуляции газов(коэффициент рециркуляции, объем и энтальпия газов в месте их забора).

В2 Проектная документация 

Проектная документация-документация, содержащая текстовые и графические материалы и определяющая архитектурные, функционально-технологические, конструктивные и инженерно-технические решения для обеспечения строительства и реконструкции объектов капитального строительства

Организационно-технический уровень проектирования предполагает наличие целостной системы состоящая из:законодательно-норм-й базы проект-я(законы РФ,ГОСТы,СНиП);спец проект. организация ;регламентированный состав и порядок разработки,утверждение проектной документации;гос экспертиза подготов проектов;авторский надзор за реализацией готовых проектов.

Ряд законов РФ и актов служат законодательной базойпроект-я,объектов промыш и гражданского назначения.

Нормативная база проект-я это комплекс общегосударственных ведомственных и территориальных нормативн документов.

Все объекты проект-я разделяются по сложности разделены на 9 разделов:для каждого из них расписаны время(час) и расценка(руб)

1)территориальные органы арх и градостроительства(геологич и гидрогеологического строения участка,наличие инженерных сетей надземных и подземных сооружений)

2)тер органы министер природы РФ(состояние и прогнозирование изменения окр среды,состояния атмосф,поверхности вод)

3)тер управление глав гос энергонадзора РФ(наличие эн мощн-й для подкл проектир объекта)