1.3. Расчет теплового потока по уравнению теплопередачи

Для определения эффективности ребра по номограммам, рассчитаем аргументы m и d_р/d₂

.

d_р/d₂=0,24/0,12=2.

Эффективность ребра =0,65.

Коэффициент теплопередачи, отнесенный к погонному метру трубы

.

Разности температуры между теплоносителями на одном конце экономайзера

t₁= t'_г - t''_в=450-159,9=290,1 ^оС.

Разности температуры между теплоносителями на другом конце экономайзера как

t₂= t''_г - t'_в=150-70=80 ^оС.

Средняя разность температуры при чистом противотоке

.

Поправка  на перекрестный ток определяется по номограмме в зависимости от параметров

P =.

R = .

Однако, для многократного перекрестного хода, что имеет место в экономайзерах, необходимо вместо параметра P использовать

.

Поправка на перекрестный ток =1 .

Средний температурный напор

.

Тепловой поток в экономайзере по уравнению теплопередачи

Q_к = .

Тепловой поток в экономайзере найденный по уравнению теплопередачи

Q_к =1411,553 отличается от теплового потока найденному по уравнению теплового балансаQ_б=1800,81на 21,6%, что более 5%. Следовательно требуется делать 2-е приближение.

Принимаем в качестве второго приближения среднее значение теплового потока между полученными Q_б и Q_к.

Q_р=0,5(Q_б+Q_к);

Q_р=0.5*(1800,81+1411,553)=1606,182 кВт;

Q_в=М_гС_рmг(t-);

=(M_гС_сpmгt-Q_p)/M_гС_сpmг=(5,35 *1,122*450-1606,182)/( 5,35 *1,122)=182,42C;

=+Q_р/M_вС_рmв =70+(1606,182/(4,72*4,195))=151,12C;

Разности температуры между теплоносителями на одном конце экономайзера

t₁= t'_г - t''_в=450-151,12=298,88 ^оС.

Разности температуры между теплоносителями на другом конце экономайзера как

t₂= t''_г - t'_в=175-70=105 ^оС.

Средняя разность температуры при чистом противотоке

.

P =.

R = .

Однако, для многократного перекрестного хода, что имеет место в экономайзерах, необходимо вместо параметра P использовать

.

Поправка на перекрестный ток =1 .

Средний температурный напор

.

Тепловой поток в экономайзере по уравнению теплопередачи

Q_к = .

Тепловой поток в экономайзере найденный по уравнению теплопередачи

Q_к =1604,027отличается от теплового потока найденному по уравнению теплового баланса Q_б=1606,182 на 0,13%, что менее 5%. Следовательно расчет можно считать законченными.

3. Гидродинамический расчет

3.1. Полное сопротивление теплообменника по тракту каждого теплоносителя

Первые два вида сопротивлений – линейные, так как распределяются по всей длине канала для теплоносителя, остальные – местные, так как локализуются на ограниченном участке тракта.

Если учесть специфику конструкции экономайзера, то его аэродинамическое сопротивление (потери давления по газовому тракту) слагается из потерь давления трения и потерь, связанных с охлаждением газа в канале, т.е.

P_г =P_тр +P_охл .

P_г=167,74 +(-11,69)=156,05 Па.

При расчете гидравлического сопротивления экономайзера (потери давления по водяному тракту) можно пренебречь изменением давления вследствие изменения температуры воды из-за незначительного изменения ее плотности. Тогда полное гидравлическое сопротивление экономайзера складывается из сопротивления трения при движении воды в трубах и местных сопротивлений, связанных с изменением направления движения воды на поворотах, а также при входе воды из коллектора в трубы и выхода воды из труб в выходной коллектор, т.е.

P_в = P_тр +  P_м .

P_в=5092,32 +441,7 =5534,02 Па