Расчет подогревателей

Задачей расчета подогревателей является определение поверхности нагрева для неэлектрических подогревателей и основных параметров – для электрических подогревателей.

Змеевиковые подогреватели и теплообменники

При известном часовом расходе тепла Q, слагающемся из полезно расходуемого тепла и тепла на покрытие потерь в окружающую среду, поверхность нагрева подогревателей определяется по формуле:

,

где F – поверхность нагрева подогревателя, м²;

К – коэффициент теплопередачи от теплоносителя через стенки подогревателя в нагреваемую жидкость, ;

t₁ – начальная температура теплоносителя при входе в подогреватель, ⁰С;

t₂ – конечная температура теплоносителя при выходе из подогревателя, ⁰С;

t_ср – средняя температура нефтепродукта, ⁰C.

При использовании в качестве теплоносителя водяного пара поверхность подогревателей рассчитывается по формуле:

,

где t_п – температура водяного пара;

- коэффициент переохлаждения конденсата, при температуре нефтепродукта от 10⁰С до 60⁰С коэффициент переохлаждения конденсата берется от 1,01 до 1,11.

Расход теплоносителя при подогреве

При известных значениях Q расход теплоносителя при подогреве нефтепродуктов определяется по следующим формулам:

Для водяного пара

Для капельно-жидких теплоносителей ,

где i_п – теплосодержание водяного пара при входе в подогреватель, Ккал/кг;

i_к – теплосодержание конденсата при выходе из подогревателя, Ккал/кг;

t₁ и t₂ – начальная и конечная температура теплоносителя, ⁰С.

Вероятная температура нефтепродукта

Определяется в следующих случаях их охлаждения:

1) за время пребывания в пути при поступлении на нефтебазу сухопутным транспортом;

2) при поступлении на нефтебазу водным транспортом;

3) при хранении в резервуарах.

Определение вероятной температуры производится путем установления величины температурного перепада, представляющего собой разность между некоторой начальной и конечной температурами. Величина температурного перепада зависит от интенсивности охлаждения за время нахождения в пути следования или за время хранения.

На интенсивность охлаждения влияют следующие факторы:

1. способ перевозки (водный или сухопутный);

2. начальная температура (температура налива);

3. температура окружающей среды (наружного воздуха и при водных перевозках – воды);

4. размеры емкости (резервуара, баржи, вагона-цистерны, автоцистерны и т.д.), определяющие поверхность охлаждения, соприкасающуюся с наружным воздухом или водой;

5. коэффициент теплопередачи ограждающих конструкций;

6. продолжительность охлаждения;

7. количество и физические свойства нефти или нефтепродуктов.

Определение температурного перепада за время охлаждения нефтепродукта в резервуарах или при перевозке производится по формуле В.Г. Шухова:

,

где t_х – вероятная температура нефтепродукта, ⁰С;

- сумма произведения поверхностей боковой стенки, крыши и днища резервуара или емкости, в которых находится нефтепродукт, на соответствующие им коэффициенты теплопередачи от нефтепродукта в окружающую среду (F – в м²; к – в Ккал/м²ч⁰С);

- продолжительность охлаждения нефтепродукта, ч.

Правую часть уравнения называют показателем охлаждения и обозначают:

Решая уравнение относительно t_х можно найти вероятную температуру нефтепродукта:

,

где - основание натуральных логарифмов ( =2,71828…).