Выполнение поверочного расчета подогревателя мазута ПМ-10-120 при 100% нагрузке. Определение номинальных значений.

Исходные данные:

Теплофизические характеристики мазута и пара:

• Марка мазута: м 100;

• расход мазута: G_м=120 т/ч=0,033 м³/с;

• начальная температура мазута: t_1м=60С;

• номинальная конечная температура мазута: t_2м=110С;

• давление греющего пара: Р_гр=1,3 МПа;

• температура насыщения пара: t_н=191,6С.

Теплофизические характеристики материала:

• материал труб: сталь 20;

• теплопроводность материала труб: _ст=46,5 Вт/м*К.

Геометрические характеристики аппарата:

• число труб: n=388 шт;

• число ходов трубного пространства: Z_т=12;

• длина труб: L =10 м;

• наружный диаметр труб: d_н=0,038 м;

• внутренний диаметр труб: d_вн=0,033 м;

• площадь поверхности теплообмена: F =400 м²;

Теплофизические характеристики конденсата:

• плотность: _к=880 кг/ м²;

• теплопрводность: _к=0,671 Вт/м*К;

• кинематическая вязкость: _к=0,141*10^-6 м²/с;

• удельная теплота парообразования: r_к=1968 кДж/кг;

Значение коэффициентов для выбора в первом приближении конечной температуры мазута t_2мопт стр.218 [1] при проверочном расчете подогревателей мазута марки ПМ-10-120.

а=131,5; b=25; с=-01125; d=0,35.

1. Для того, чтобы найти t_2мопт и F, задаемся шагом h_t внешней итерационной процедуры, исходя из приведенных рекомендаций: h_t=2С:

2. Начинаем внешнюю итерационную процедуру расчета.

1. Определяем среднюю температуру мазута t_мср , задававшись значением t_2мопт:

t_2мопт=a+b*P_гр+c*G_м+d* t_1м=131,5+25*1,3-1125*0,033+0,35*60=148С;

t_мср=0,5*(t_1м+t_2мопт)=0,5*(60+148)=104С.

2. Определяем теплофизические характеристики мазута при t_мср=104С:

Плотность: _м=(0,881-0,00304(t_мср-68))*10³=

=(0,881-0,00304(104-68))*10³=771,56 кг/м³;

Удельная теплопроводность: _м=0,158-0,0002093*(t_мср-20)=

=0,158-0,0002093*(104-20)=0,1404 Вт/м²*К;

Удельная теплоемкость: С_рм=(1,7364+0,00251*t_мср)*10³=

=(1,7364+0,00251*104)*10³=1997,4 Дж/кг*К;

Кинематическая вязкость: _м=(10^{10^(9,8555-3,745*log(tмср+273))}-0,8)*10^-6=

=(10^{10^(9,8555-3,745*log(104+273))}-0,8)*10^-6=4*10^-5 м²/с;

Динамическая вязкость: _м=_м*_м=4*10^-5*771,56=0,0309 Па*с.

3. Тепловая производительность мазутоподогревателя:

Q_м=G_м*_м*С_рм*(t_2мопт- t_1м)=0,033*771,56*1997,4*(148-60)=4,475*10⁶ МВт.

4. Задаемся коэффициентом потерь теплоты в окружающую среду _п=0,97.

5. Находим расход греющего пара:

G_п=Q_м/ r_к*_п=4,475*10⁶/1968*10³*0,97=2,344 кг/с.