4. Возвращаемся во внешнюю итерационную процедуру и продолжаем расчеты:

1. Находим площадь поверхности теплообмена:

2. Погрешность расчета внешней итерации:

_F=F-F_p/F=400-404,7/400=0,01175 выполняется условие _F0,03…0,05.

В данном расчете необходимо было сделать 1 шаг внешней итерации.

Выполнение поверочного расчета подогревателя мазута ПМ-10-120 при 20% нагрузке.

Расход мазута: G_м=0,2*0,033=0,0066 м³/с.

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*0,0066+0,35*60=177,3С;

t_мср=0,5*(t_1м+t_2мопт)=0,5*(60+177,3)=118,65С.

2. Определяем теплофизические характеристики мазута при t_мср=118,65С:

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

=(0,881-0,00304(118,65-68))*10³=727 кг/м³;

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

=0,158-0,0002093*(118,65-20)=0,137 Вт/м²*К;

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

=(1,7364+0,00251*118,65)*10³= 2034,2 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(118,65+273))}-0,8)*10^-6=2,4*10^-5 м²/с;

Динамическая вязкость: _м=_м*_м=2,4*10^-5*727=0,0174 Па*с.

3. Тепловая производительность мазутоподогревателя:

Q_м=G_м*_м*С_рм*(t_2мопт- t_1м)=0,0066*727*2034,2*(177,3-60)=1,145*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=1,145*10⁶/1968*10³*0,97=0,6 кг/с.

3А. Начинаем внутреннюю итерационную процедуру расчета температуры стенки tст1.

1. Задаемся, согласно приведенным выше рекомендациям, значением температурного напора пар – стенка t₁ и находим t_ст1:

t₁=0  t_ст1= t_н-t₁=191,6-0=191,6С.

2. Рассчитываем коэффициент теплоотдачи со стороны пара:

где: =0,6

_к=_к*_к=0,141*10^-6*880=1,241*10^-4 Па*с.

3. Находим значение температуры стенки труб со стороны мазута:

t_ст2= t_ст1-_п*t₁*(_ст/_ст)=191,6-27894,36*0*(2,5*10^-3/46,5)=191,6С,

где: _ст=(d_н- d_вн)/2=(0,038-0,033)/2=0,0025 м.

4. Определяем средний коэффициент теплоотдачи со стороны мазута:

Для этого определяем теплофизические характеристики мазута при t_ст2=191,6С:

Плотность мазута: _м.ст=(0,881-0,00304*(t_ст2-68))*10³=

=(0,881-0,00304*(191,6-68))*10³=505,256 кг/м³;

Кинетическая вязкость: _м.ст=(10^{10^(9,8555-3,745*log(tст2+273))}-0,8)*10^-6=

=(10^{10^(9,8555-3,745*log(191,6+273))}-0,8)*10^-6=4,95*10^-6 м²/с;

Динамическая вязкость: _м.ст=_м.ст*_м.ст=4,95*10^-6*505,256=2,5*10^-3 Па*с.

После определяем безразмерные комплексы:

Число Прандтля для мазута:

Pr_м=_м* С_рм*_м/_м=2,4*10^-5*2034,2*727/0,137=259,07;

Средняя скорость течения мазута в гладких трубах:

Число Рейнольдса: Re_м=W_м*d_вн/_м=0,239*0,033/2,4*10^-5=328,6;

Разность температур: t₂= t_ст2- t_мср=191,6-118,65=72,95С;

Плотность мазута при t_1м: _1м=(0,881-0,00304*(t_1м-68))*10³=

=(0,881-0,00304*(60-68))*10³=905,32 кг/м³;

Плотность мазута при t_2мопт: _2мопт=(0,881-0,00304*(t_2мопт-68))*10³=

=(0,881-0,00304*(177,3-68))*10³=548,7 кг/м³;

Коэффициент объемного расширения мазута:

;

Число Грасгофа:

Gr_м=_м*g d³_вн*t₂/²_м=5,54*10^-3*9,81*0,033³*72,95/(2,4*10^-5)²=247356,5;

5. Определяем коэффициент теплопередачи:

6. Вычисляем t_лог и t₁:

t₁=k*t_лог/_п=105,4*52,85/27894,36=0,2С.

7. Погрешность расчета по первой внутренней итерации:

_t=t₁-t₁/ t₁=0-0,2/0,2=1 не выполняется условие _t0,03…0,05.