2. Гидравлический расчет подогревателя

Этот расчет устанавливает затрату энергии на движение теплоносите-лей через аппарат. Гидравлическое сопротивление пароводяных теплообмен-ников по межтрубному пространству, как правило, не определяется, так как его величина вследствие небольших скоростей и малой его плотности мала.

Полный напор Р, необходимый для движения жидкости или газа через теплообменник, определяем по следующей формуле:

P = P_тр + P_м + P_у + P_г , Па,

где P_тр – сумма гидравлических потерь на трение, Па; P_м – сумма потерь напора в местных сопротивлениях, Па; P_у – сумма потерь напора, обусловленных ускорением потока, Па; P_г – перепад давления для преодоления гидростатического столба жидкости, Па.

Гидравлические потери на трение в каналах при продольном омывании пучка труб теплообменного аппарата определяем по формуле:

,

где _тр – коэффициент сопротивления трения; – длина трубы, м, ;

d_э – эквивалентный диаметр, равный внутреннему диаметру трубок, м, ;  – плотность воды, кг/м³;  – средняя скорость воды на данном участке, м/с, .

Коэффициент сопротивления трения для чистых трубок рассчитаем по выражению

,

Гидравлические потери давления в местных сопротивлениях определяем по формуле:

где – коэффициент местного сопротивления, его находят отдельно для каждого элемента подогревателя

Потери давления, обусловленные ускорением потока вследствие изменения объема теплоносителя при постоянном сечении канала, определяются по выражению

, ,

где ₁ и ₂ – скорости теплоносителя во входном и выходном сечениях потока соответственно, м/с; ₁ и ₂ – плотности теплоносителя во входном и выходном сечениях потока соответственно, кг/м³.

P_у = 0 (для капельных жидкостей P_у ничтожно мало и не принимается в расчет).

Перепaд давления для преодоления гидростатического столба жидкости равен нулю, т.к. данный подогреватель не сообщается с окружающей средой: P_г = 0.

Тогда полный напор, необходимый для движения воды через аппарат

Определнм мощность, необходимую для перемещения воды через подогреватель

где G_в - объемный расход воды, м³/с;  = 0,85 - коэффициент полезного действия насоса; P - полный напор, кПа.

Определение размеров патрубков:

Для воды (входной и выходной патрубки).

Вычисляем площадь сечения патрубка

.

Определяем диаметр патрубка

,

Патрубок для входа пара.

Принимаем скорость пара в патрубке  = 30 м/с. Вычисляем площадь сечения патрубка

Определяем диаметр патрубка

,

Патрубок для выхода конденсата.

Принимаем скорость конденсата в патрубке _к = 3 м/с. Плотность конденсата определяем при температуре 135⁰С, (Приложение 7) Вычисляем площадь сечения патрубка

.

Определяем диаметр патрубка по формуле

, примем =50

Патрубок для откачки воздуха.

Принимаем расход воздуха G_в' = 0,05 D_п, кг/с.

G_в' = 0,05 D_п = 0,055,93 =0,2965 кг/с

Скорость воздуха _в = 8 м/с. Вычисляем площадь сечения патрубка

.

Определяем диаметр патрубка

, примем =200