3.2. Потери трения и охлаждения газа
Потери напора, вызванные трением, при движении газа в пучках оребренных труб определяются по следующим уравнениям
для коридорных пучков труб при 104 < Re < 6106
Pтр
= 0,17 m
;
Pтр =0,17*12*((0,65*8,752)/2)*((0,025-0,008)/0,12)-0,72*(0,06/0,12)0,3=
=2,04*24,88*4,08*0,81=167,74 Па.
где m – число труб по ходу газа.
Изменение давления, связанное с охлаждением газа при прохождении пучка труб можно определить как
Pохл
= 2 
,
Pохл=2*((175-450)/585,5)*(0,65*8,752)/2=-0,47*24,88=-11,69 Па.
где Tг – средняя абсолютная температура газа, K.
3.3. Потери трения при движении воды в трубах
Потери трения при течении воды в трубах экономайзера определяются по уравнению
Pтр
=тр
,
Pтр=0,02*(135,47/0,1)(947,1*0,632)/2=27,094*187,95=5092,32 Па,
где тр – коэффициент гидравлического сопротивления; l – длина одного змеевика экономайзера от выхода из нижнего коллектора до входа в верхний коллектор (с учетом длины поворотов потока).
тр=f(d1/∆;Re);
Задаемся ∆=0,1*10-3 ;
Тогда тр=0,02;
Для экономайзера ЦККБ, не имеющего коллекторов, длина трубы должна считаться от входа воды в экономайзер до ее выхода с учетом длины всех поворотов потока как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях, т.е.
=
=135,47
м,
где lтр – полная длина одной трубы экономайзера.
3.4. Потери напора, связанные с местными сопротивлениями при движении воды в трубах
Местные потери давления определяют по закону Дарси
Pм
= м
,
Pм=2,3501*(947,1*0,632)/2=441,7 Па;
где м – коэффициент местного сопротивления.
Коэффициент местного сопротивления при входе и выходе потока находится по графику в зависимости от отношения площади сечения одной трубки к площади сечения коллектора.
Коэффициент сопротивления при повороте потока можно определить как :
0 = f(R/d2) определяется по графику в зависимости от отношения радиуса изгиба трубы R (по оси трубы) к ее внешнему диаметру d2;
R1=248мм; ξ01=f(R1/d2)=f(248/120)=f(2.06)=0.105;
R2=288 мм; ξ02=f(R2/d2)=f(288/120)=f(2.4)=0.1;
ξ м1= ξ01*B(m-1); ξ м1=0.105*1.42(12-1)=1.6401;
ξ м2= ξ02*B(n-1); ξ м2=0.1*1.42(6-1)=0.71
ξ м= ξ м1+ ξ м2; ξ м=1.6401+0.71=2.3501
B = f () (поправочный коэффициент на угол изгиба) определяется по графику При =90 B = 1. Для <90 B<1, при > 90 B >1.
B=1.42
Основные результаты теплового и гидродинамического расчета экономайзера свести в итоговую таблицу, приведенную ниже.
Итоговая таблица расчета экономайзера
|
Наименование величины |
Обозначение |
Размерность |
данные |
|
Активная длина труб |
La |
М |
132,84 |
|
Коэффициент оребрения |
|
|
10,2236 |
|
Эффективность ребра |
|
|
0,65 |
|
Сечение для воды |
fв |
м2 |
0,00785 |
|
Сечение для газа |
fг |
м2 |
0,991 |
|
Средняя скорость воды |
|
м /с |
0,63 |
|
Средняя скорость газа |
|
м /с |
8,75 |
|
Расход воды |
Mв |
кг / с |
4,72 |
|
Расход газа |
Mг |
кг / с |
5,35 |
|
Коэффициент теплопередачи |
Kl |
Вт/ (мК) |
65,15 |
|
Тепловой поток |
Q |
кВт |
1604,027 |
|
Потери давления по воде |
Pв |
Н / м2 |
5534,02 |
|
Потери давления по газу |
Pг |
Н / м2 |
156,05 |
Таблица П.4 Теплофизические характеристики воды
|
t C |
р бар |
кг/м3 |
i кДж/кг |
Cp кДж/(кгК) |
Вт/(мК) |
106 м2/с |
Pr |
|
30 |
1,013 |
995,7 |
125,7 |
4,174 |
0,618 |
0,805 |
5,42 |
|
40 |
1,013 |
992,2 |
167,5 |
4,174 |
0,635 |
0,659 |
4,31 |
|
50 |
1,013 |
988,1 |
209,3 |
4,174 |
0,648 |
0,556 |
3,54 |
|
60 |
1,013 |
983,2 |
251,1 |
4,179 |
0,659 |
0,478 |
2,98 |
|
70 |
1,013 |
977,8 |
293,0 |
4,187 |
0,662 |
0,415 |
2,58 |
|
80 |
1,013 |
971,8 |
335,0 |
4,196 |
0,669 |
0,365 |
2,23 |
|
90 |
1,013 |
965,3 |
377,0 |
4,208 |
0,676 |
0,326 |
1,97 |
|
100 |
1,013 |
958,4 |
419,1 |
4,220 |
0,684 |
0,295 |
1,75 |
|
110 |
1,43 |
951,0 |
461,4 |
4,233 |
0,685 |
0,272 |
1,60 |
|
120 |
1,98 |
943,1 |
503,7 |
4,250 |
0,686 |
0,252 |
1,47 |
|
130 |
2,70 |
934,8 |
546,4 |
4,266 |
0,686 |
0,233 |
1,35 |
|
140 |
3,61 |
926,1 |
589,1 |
4,287 |
0,685 |
0,217 |
1,26 |
|
150 |
4,76 |
917,0 |
632,2 |
4,313 |
0,684 |
0,203 |
1,17 |
|
160 |
6,18 |
907,4 |
675,4 |
4,346 |
0,681 |
0,191 |
1,10 |
|
170 |
7,92 |
897,3 |
719,3 |
4,380 |
0,676 |
0,181 |
1,05 |
|
180 |
10,03 |
886,9 |
763,3 |
4,417 |
0,672 |
0,173 |
1,03 |
Таблица П.5 Теплофизические характеристики дымовых газов
( рг
= 1 бар;
0,11;
0,16 )
|
t, C |
, кг/м3 |
Ср, кДж/(кгК) |
102, Вт/(мК) |
106, м2/с |
Pr |
|
100 |
0,950 |
1,068 |
3,13 |
21,54 |
0,69 |
|
200 |
0,784 |
1,097 |
4,01 |
32,80 |
0,67 |
|
300 |
0,617 |
1,122 |
4,84 |
45,81 |
0,65 |
|
400 |
0,525 |
1,151 |
5,70 |
60,38 |
0,64 |
|
500 |
0,457 |
1,185 |
6,56 |
76,30 |
0,63 |
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 С
Рисунок П.10 Степень черноты СО2
Рисунок П.11 Степень черноты Н2О
Рисунок П.12 Поправочный коэффициент к степени черноты Н2О
Рисунок П.13 Эффективность кольцевых ребер
Рисунок П.14 Эффективность квадратных ребер
Таблица П.6 – Зависимость температуры кипения воды от давления
|
рв, бар |
tн , C |
рв, бар |
tн , C |
|
2 |
120,2 |
22 |
217,2 |
|
4 |
143,6 |
24 |
221,8 |
|
6 |
158,8 |
26 |
226,0 |
|
8 |
170,4 |
28 |
230,0 |
|
10 |
179,9 |
30 |
233,8 |
|
12 |
188,9 |
32 |
237,4 |
|
14 |
195,0 |
34 |
240,9 |
|
16 |
201,4 |
36 |
244,2 |
|
18 |
207,1 |
38 |
247,3 |
|
20 |
212,4 |
40 |
250,3 |
Рисунок П.15 Поправка к температурному напору на перекрестное течение теплоносителей (однократный Р, многократный Р1)
Рисунок П.16 – Коэффициент трения при течении в трубах
Рисунок П.17 – Коэффициент сопротивления при сужении и расширении (скорость принимается по узкому сечению)
Рисунок П.18 Исходный коэффициент сопротивления поворота потока на 90
Рисунок П.19 Поправочный коэффициент на угол поворота
ЛИТЕРАТУРА
1.Сидельковский Л.Н., Юреньев В.Н. Парогенераторы промышленных предприятий. М.: Энергия, 1978.
2. Исаченко В.П. и др. Теплопередача. М.: Энергия, 1981.
3. Кутателадзе С.С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление: Справ. пособие. М.: Энергоатомиздат, 1990.
4. Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче. М.: Энергия, 1980.
5. Идельчик И. Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. – М.: Машиностроение, 1992.