7.4. Пример расчета горизонтального пароводяного подогревателя

Исходные данные

Произвести тепловой, конструктивный и гидравлический расчет горизонтального пароводяного подогревателя. Исходные данные принять те же, что и в примере 7.3.

Расчет

1) При одинаковых исходных данных значения массовых и объемных расходов теплоносителей, среднелогарифмической разности температур, числа трубок в подогревателе и скорости воды в трубках получаются равными рассчитанным в примере 7.3.

, кг/с; , кг/с; , м³/с;

, ^оС; , шт.; , м/с.

2) Определяют в первом приближении средние температуры воды и стенки:

, ºС;

,°С.

3) Режим течения пленки конденсата определяют по приведенной длине трубки (число Григулля) для горизонтального подогревателя, равной

,

, следовательно режим течения пленки ламинарный,

где т - приведенное число трубок в вертикальном ряду,

, шт.,

- общее число трубок, шт.;

- максимальное число трубок в вертикальном ряду =6 шт. (см. рис. 10);

- температурный множитель принимаем по табл. 4, =56,1, 1/(м·К).

4) Коэффициент теплоотдачи от пара к стенке на горизонтальных трубах может быть определен по преобразованной формуле Д.А. Лабунцова:

, Вт/(м²·К),

где - температурный коэффициент:

.

5) Определяют коэффициент теплоотдачи от стенки к воде. Режим движения жидкости в трубках турбулентный, так как

.

Коэффициент теплоотдачи при турбулентном движении воды внутри трубок при :

, Вт/(м²·К).

6) Расчетный коэффициент теплопередачи:

.

7) Уточненное значение температуры стенки трубок:

Поскольку уточненное значение мало отличается от принятого для предварительного расчета, то пересчет величины не требуется.

8) Определяют расчетную поверхность нагрева:

, м².

Ориентируясь на полученную величину поверхности нагрева и на заданный в условии диаметр латунных трубок, выбирают по табл. П8 приложения пароводяной подогреватель типа ПП 1-17-7-11 ( подогреватель пароводяной с эллиптическими днищами, поверхность теплообмена 17м² (при диаметре трубок в пучке 16х1 мм) рабочим (избыточным) давлением в корпусе 0,7 МПа, двухходовой по нагреваемой среде). Число трубок поверхности нагрева N =124 шт.

9) Уточняют скорость течения воды в трубках подогревателя:

, м/с,

где определяют по табл. П8.

10) Определяют гидравлические потери в подогревателе:

а) коэффициент гидравлического трения для гладких латунных труб по формуле

,

где ;

б) сумма коэффициентов местных сопротивлений для двухходового подогревателя определяется так же, как в примере 7.3:

;

в) потеря давления в подогревателе:

где - длина трубок подогревателя по табл. П10 =3 м;

- коэффициент, учитывающий загрязнение внутренних поверхностей

трубок, =1,3 (см. табл. 5).

11) Пользуясь данными, приведенными в табл. П9 и П10 и рисунками П3, выполняют габаритный чертеж подогревателя.

12) Заносят основные характеристики аппарата в сводную таблицу.

Таблица 9

Сводная таблица результатов

сравнительных расчетов теплообменников

Тип теплообменника	Коэффи- циент теплопе- редачи , Вт/(м2К)	Темпе- ратур- ный на- пор , оС	Поверх- ность нагрева , м2	Габаритные размеры			Гидравлическое сопротивление , кПа	Масса , кг	Число ходов по воде , шт.
				, м	, м	, м
Секционный водоводяной	3113	16,37	41,88	4,490	4,800	0,280	210,7/147	1164	1
Пластинчатый водоводяной	2546	16,37	46,2	1,8	0,75	0,65	45,4/48	500	3
Кожухотрубный паро- водяной - вертикальный	2198	68,67	13	0,5	3,6	0,7	20,58	580	2
Кожухотрубный пароводяной - горизонтальный	2189	68,67	17	3,630	0,761	0,6	10,6	700	2
 В числителе сопротивление трубного пространства, в знаменателе – межтрубного.

По результатам сравнительных расчетов выбирают тип теплообменника.