
- •Электротехнический факультет Кафедра теплотехники и гидравлики
- •1. Цели и задачи курсового проекта
- •2. Методики проведения сравнительных расчетов
- •3. Общие положения теплового расчета
- •Уравнение теплопередачи для поверхностного аппарата
- •4. Основы гидродинамического расчета
- •В практических расчетах поправка обычно не существенна, и потери давления в трубах и каналах определяются по формуле
- •Значения коэффициента загрязнения труб
- •С учетом коэффициента формула (30) имеет вид
- •Значения коэффициента местного сопротивления
- •5. Основные геометрические характеристики
- •6. Расчет на прочность корпусов, днищ
- •7. Примеры расчета теплообменных аппаратов
- •Для противоточного движения теплоносителя в данном случае:
- •7.3. Пример расчета вертикального пароводяного подогревателя
- •7.4. Пример расчета горизонтального пароводяного подогревателя
- •Библиографический список
- •Размеры фланцев присоединительных патрубков подогревателей типа пп1 и пп2 (рис. 8, 9)
- •Технические характеристики подогревателей пароводяных
- •Габаритные и присоединительные размеры
- •Окончание табл. П12
Значения коэффициента загрязнения труб
Материалы трубы и состояние их поверхности |
|
Медные и латунные чистые гладкие трубы |
1,0 |
Новые стальные чистые трубы |
1,16 |
Старые (загрязненные) медные или латунные трубы |
1,3 |
Старые (загрязненные) стальные трубы |
1,51 - 1,56 |
С учетом коэффициента формула (30) имеет вид
,
Па.
Местные сопротивления обуславливаются вихреобразованием в местах, где меняется сечение канала и преодолеваются отдельные препятствия, например, при входе, выходе, сужении расширении, повороте и т.д.
Потери давления местных сопротивлений определяются по формуле
,
Па, (36)
где
-
коэффициент местного сопротивления
(табл. 6).
Исходными данными для расчета потерь давления в межтрубном пространстве кожухотрубного теплообменного аппарата, например с сегментными перегородками, являются: наружный диаметр охлаждающих трубок, минимальная ширина свободного сечения для прохода среды между перегородками, количество отсеков в теплообменнике, количество рядов трубок, пересекаемых поперечным потоком (по центрам тяжести сегментов), диаметры входного и выходного патрубков. В данном случае в расчете учитываются следующие местные сопротивления: входной и выходной патрубки, вход и выход в межтрубном пространстве, поворот потока при обтекании перегородок, сопротивление трубного пучка движению теплоносителя между перегородками. Кроме того, учитываются потери напора на трение при течении теплоносителя в межтрубном пространстве.
Таблица 6
Значения коэффициента местного сопротивления
при расчетах теплообменных аппаратов
Наименование детали |
|
Вентиль проходной, d = 50 мм |
4,6 |
То же, d = 400 мм |
7,6 |
Вентиль Косва |
1,0 |
Задвижка |
0,5 - 1,0 |
Кран проходной |
0,6 - 2,0 |
Угольник 90°, R = d |
0,3 |
То же, R = 4 × d |
1,0 |
То же через колено в секционных подогревателях |
2,0 |
Вход в межтрубное пространство под углом 90° к рабочему потоку |
1,5 |
Входная и выходная камера (удар и поворот) |
1,5 |
Поворот на 180° из одной секции в другую через промежуточную камеру |
2,5 |
Круглые змеевики (n - число витков) |
0,5n |
Поперечное движение в межтрубном пространстве (m - число труб в ряду) |
|
Поворот на 180° в V-образной трубе |
0,5 |
Переход из одной секции в другую |
2,5 |
Поворот на 180° через перегородку в межтрубном пространстве |
1,5 |
Выход из межтрубного пространства под углом 90° |
1,0 |
Исходными данными для расчета гидравлического сопротивления при движении потока по трубному пространству кожухотрубного аппарата являются: внутренний диаметр охлаждающих трубок, площадь поперечного сечения распределительной коробки для каждого хода, число ходов теплоносителя, площадь поперечного сечения труб одного хода, внутренние диаметры входного и выходного штуцеров.
Учитываются следующие местные сопротивления: при входе потока в распределительную коробку (внезапное расширение); при входе потока из распределительной коробки в соответствующий ход (внезапное сужение); при выходе потока из трубной системы соответствующего хода в распределительную коробку (внезапное расширение); поворот потока при переходе из одного хода в другой; при выходе потока через штуцер (внезапное сужение).
При расчете аппаратов типовой конструкции потери давления рассчитывают по упрощенным формулам.
Для секционных горизонтальных водо-водяных кожухотрубных подогревателей при длине секции 4 м:
- для
нагреваемой воды в трубках:
,
кПа, (37)
- то же
при длине секции 2 м:
,
кПа, (38)
где
-
коэффициент, учитывающий накипеобразование;
определяется по опытным данным; при
отсутствии – следует принимать
;
-
скорость теплоносителя в трубах, м/с.
- число секций подогревателя, шт.
В случае использования в подогревателе профилированных трубок в формулах (37) и (38) водится повышающий коэффициент, равный 3.
Потери давления в межтрубном пространстве:
,
кПа, (39)
где - коэффициент (табл. 7);
-
скорость теплоносителя в межтрубном
пространстве, м/с;
Таблица 7
Значения коэффициента В
Наружный
диаметр корпуса секции
|
Значение коэффициента |
|
при длине секции, м |
||
2 |
4 |
|
57 |
25 |
30 |
76 |
25 |
30 |
89 |
25 |
30 |
114 |
18 |
25 |
168 |
11 |
25 |
219 |
11 |
20 |
273 |
11 |
20 |
325 |
11 |
20 |
Для пластинчатых теплообменников потери давления в водоподогревателе следует определять по формулам:
-
для нагреваемой воды
,
кПа; (40)
-
для греющей среды
,
кПа, (41)
где
-
коэффициент, учитывающий накипеобразование,
который для греющей сетевой воды равен
единице, а для нагреваемой воды должен
приниматься по опытным данным, при
отсутствии таковых можно принимать
;
-
коэффициент, зависящий от типа пластины,
принимается по техническим характеристикам
пластин;
и
-
скорости греющей
и нагреваемой воды в каналах подогревателя,
м/с;
-
число ходов теплообменника.