2.2 Мощность тепловых потерь с поверхности мазутопровода

,

где к_i, l_i – коэффициент теплопередачи и длина соответствующего участка мазутопровода.

кВт.

3 Мощность тепловых потерь в контуре рециркуляции

Определяется как сумма потерь с поверхности МР и мазутопровода:

кВт.

4 Определение массового и объемного расхода мазута

4.1 Массовый расход

,

где N – потери в мазутном контуре, рассчитанные в п. 3, Вт

t_маз – заданный нагрев мазута в подогревателе, t_маз= 10С;

с – теплоемкость мазута,

Дж/(кг·град);

t – заданная температура мазута в МР.

кг/с.

4.2 Объемный расход

,

где ρ – плотность мазута, кг/м³.

кг/м³.

м³/с.

5 Расход пара для подогрева мазута

,

где i_пар, i_конд – энтальпии пара и конденсата соответственно, определяем в соответствии с заданными параметрами пара и конденсата, причем температура конденсата принимается равной на 10С выше температуры мазута в резервуаре, но не более 95С. Указанные энтальпии определяются по таблицам теплофизических свойств воды и водяного пара [1].

МПа; кДж/кг;

С; кДж/кг.

кг/с.

6 Определение необходимого сечения паропровода

Сечение определяется, исходя из допустимых скоростей пара: для насыщенного м/с.

,

где v – удельный объем водяного пара, м³/кг.

м.

7 Выбор подогревателя

Сечение трубок подогревателя выбирается, исходя из допустимой скорости мазута м/с:

м².

Согласно приложению 20а [2, с. 456] выбираем подогреватель 06 (ГОСТ 27590-88):

м²; мм.

8 Расчет коэффициента теплопередачи мазутного подогревателя

8.1 Расчет коэффициента теплоотдачи со стороны пара

,

где n – число трубок в подогревателе;

 – поправочный коэффициент на число трубок в подогревателе,  = 0,7 при n  100;

L – длина трубок подогревателя, м;

_п, _п, v_п – теплопроводность, Вт/(м ·град), динамическая вязкость, Па·с, удельный объем, м³/кг конденсирующегося пара;

G_п – массовый расход конденсирующегося пара, кг/с.

По таблицам теплофизических свойств воды и водяного пара [1] определяем:

МПа; Вт/(м ·град);

°С; Па ·с;

м³/кг.

Вт/(м² ·град).

8.2 Расчет коэффициента теплоотдачи со стороны мазута

Т.к. коэффициент теплоотдачи со стороны мазута зависит от температуры стенки трубки, которая неизвестна, то расчет ведем методом последовательных приближений, первоначально задаваясь оценочным значением температуры стенки трубки t_ст, найденным по формуле:

°С.

Коэффициент теплоотдачи со стороны мазута

,

где d_вн – внутренний диаметр трубок подогревателя, м;

_м.ср – теплопроводность мазута при средней температуре (между стенкой трубки и мазутом в МР);

°С;

= 0,139 Вт/(м·град);

_м, _ст – динамические вязкости мазута при заданной температуре мазута в МР и температуре стенки трубки соответственно, Па·с.

Динамическая вязкость мазута находится по формуле:

 = ,

здесь  – плотность мазута, кг/м³;

 – кинематическая вязкость мазута, м²/с:

,

здесь t – температура мазута в МР или температура стенки трубки;

м²/с;

м²/с;

кг/м³ (из п. 4.2);

кг/м³;

Па·с;

Па·с;

Re_м – критерий Рейнольдса для мазута,

,

здесь _м – кинематическая вязкость мазута, рассчитанная при температуре мазута в МР, м²/с;

w_м – средняя скорость течения мазута в трубках подогревателя, м/с,

м/с;

;

Pr _м – критерий Прандтля для мазута,

,

здесь все величины для мазута рассчитываются при температуре в МР;

Вт/(м·град);

Дж/(кг·град) (из п. 4.1);

;

Gr_м – критерий Грасгофа для мазута,

,

здесь g – ускорение свободного падения, м²/с;

_м – коэффициент объемного расширения мазута, град^–1;

,

где _1м, _2м – плотности мазута, рассчитанные соответственно при температурах t_1м – на 5С ниже и t_2м – на 5С выше температуры мазута в МР;

С; кг/м³;

С; кг/м³;

град ^–1.

t_р – разность температур между мазутом и стенкой трубки, град;

;

= 297,2 Вт/(м² ·град).