- •Введение
- •1. Классификация и принцип действия теплообменных аппаратов
- •2. Тепловой баланс и сущность теплотехнического расчета теплообменных аппаратов
- •2.1.Исходное уравнение теплового баланса
- •2.2. Теплопередача между двумя теплоносителями через разделяющую их стенку
- •2.3. Оптимизация (регулирование) процесса теплопередачи
- •2.4.Определение средней разности температур
- •2.5.Обобщенное уравнение теплового баланса в формулировке н.И.Белоконя
- •2.6.Теплопроводность в стержне (ребре) постоянного поперечного сечения
- •2.7.Теплопередача через ребристую плоскую стенку
- •3.Основы физических процессов, происходящих в теплообменных аппаратах паротурбинных установок
- •3.1. Теплообмен при конденсации водяного пара
- •3.2. Теплообмен однофазных теплоносителей
- •4. Тепловой расчет поверхностных аппаратов
- •4.1. Конденсаторы паровых турбин
- •4.1.1. Методика Всероссийского теплотехнического института
- •4.1.2. Методика института теплообмена (ито) сша
- •Поправочный коэффициент bм, учитывающий влияние толщины стенки и материала трубки
- •4.1.3. Методика Калужского турбинного завода (ктз)
- •4.1.4. Методика Уральского государственного технического университета (угту)
- •4.2.Расчет воздушного конденсатора-холодильника
- •4.2.1. Расчет и подбор аппарата воздушного охлаждения
- •4.2.1.1. Определение температуры продукта на входе в аппарат т1
- •4.2.1.2 Тепловая нагрузка и предварительный подбор аво
- •4.2.1.3. Определение коэффициента теплоотдачи от воздуха к трубам
- •4.2.1.4. Коэффициент теплоотдачи при конденсации продукта и определение площади поверхности теплообмена в зоне конденсации
- •4.2.1.5. Определение коэффициента теплоотдачи на участке охлаждения конденсата и поверхности теплообмена этого участка
- •Коэффициент теплоотдачи смеси к трубе составит
- •4.2.1.6. Аэродинамическое сопротивление пучка труб и мощность, потребляемая вентилятором Аэродинамическое сопротивление пучка труб определяется по формуле
- •4.2.1.7. Количество труб в аппарате и для одного хода смеси
- •Для удобства монтажных работ пучок труб распределим на три секции, в каждой секции поместим 72 трубы, смесь делает 3 хода в секции, причем в каждом из них движется одновременно по 10 трубам.
- •5.Аппараты воздушного охлаждения газа на компрессорных станциях магистральных газопроводов
- •5.1. Необходимость охлаждения газа
- •5.2. Конструкции аппаратов воздушного охлаждения газа на компрессорных станциях
- •5.3. Методика расчета аво газа
- •5.3.1. Расчет параметров аво на выходе
- •5.3.1.1.Гидравлический расчет
- •5.3.1.2. Тепловой расчет
- •6. Котельные установки
- •6.1. Классификация котельных агрегатов
- •6.2. Паровые котлы
- •6.3. Водогрейные котлы
- •6.4. Тепловой баланс котельного агрегата
- •6.4.1. Общее уравнение теплового баланса котельного агрегата
- •6.4.2. Полезно используемая теплота для производства пара
- •6.4.3. Потери теплоты с уходящими газами
- •6.4.4. Потери теплоты от химической неполноты сгорания
- •6.4.5. Потери теплоты от механической неполноты сгорания
- •6.4.6. Потери теплоты от наружного охлаждения
- •6.4.7. Потери с физической теплотой шлаков
- •6.4.8. Зависимость кпд котла от его нагрузки
- •Литература
- •Приложения
- •Содержание
4.1.2. Методика института теплообмена (ито) сша
,
(4.3)
где
- коэффициент теплопередачи при
температуре воды на входе в конденсатор
t1в
=21ºС Вт/(м2·К);
С = 2747 при dнap
= 16...19 мм; С = 2706 при dнap
=22...25 мм; С = 2665 при dнap
=28...32 мм;
wв - скорость охлаждающей воды в трубках, м/с;
βt - поправка на температуру воды на входе (рис.4.1);
bм - коэффициент, учитывающий влияние материала и толщины стенки трубок конденсатора (табл.4.1).
Методика ИТО США может быть рекомендована для расчета конденсаторов отечественных паровых турбин только с введением коэффициента, учитывающего загрязнение трубок конденсаторов β=0,75 ... 0,85. Тогда формула (4.3) примет вид
,
(4.4)
Таблица 4.1.
Поправочный коэффициент bм, учитывающий влияние толщины стенки и материала трубки
МАТЕРИАЛ |
Толщина стенки трубки, мм |
||
<1,24 |
1,47 |
1,65 |
|
Латунь ЛО-70-1 или Л-68 |
1,00 |
0,98 |
0,96 |
Мельхиор МН-90-10 |
0,90 |
0,87 |
0,84 |
Мельхиор МН-70-30 |
0,83 |
0,80 |
0,76 |
Нержавеющая сталь |
0,58 |
0,56 |
0,54 |
Обе приведенные методики расчета коэффициента теплопередачи базируются на параметрах, характеризующих теплоотдачу, прежде всего, с водяной стороны конденсатора, и удобны при интегральном расчете характеристик конденсатора. Однако в связи с возможностью использования в конденсаторах паровых турбин трубок из материалов, отличных от латуни, различных профильных трубок, а также новых данных, касающихся непосредственно процесса конденсации пара, более физичными, являются методики расчета коэффициента теплопередачи, основывающиеся на раздельном определении коэффициентов теплоотдачи с паровой и водяной сторон. В этом случае коэффициент теплопередачи, приведенный к наружной поверхности трубок, определится по формуле
,
(4.5)
где αв - коэффициент теплоотдачи с водяной стороны, Вт/(м2 ·К);
αп - коэффициент теплоотдачи с паровой стороны, Вт/(м2 ·К);
λст - коэффициент теплопроводности материала трубок, Вт/(м2 ·К),
dн, dвн - наружный и внутренний диаметры трубок, м.
Определение коэффициента теплоотдачи с водяной стороны конденсатора от стенки трубки к воде производится по уравнению (3.18), где физические параметры и число Прандтля определяются по средней температуре охлаждающей воды. Формула (3.18) применима в диапазоне чисел Рейнольдса 1·104< Re < 5·106 и Прандтля 0,6 < Рr < 2500.
Для расчета коэффициента теплоотдачи при конденсации чистого медленно движущегося пара на одиночной горизонтальной трубке используется теоретическая зависимость Нуссельта (3.11). Физические параметры здесь определяются по температуре пленки конденсата tпл , а скрытая теплота фазового перехода - по температуре насыщения tн.
