1992
.pdf
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В систему горячего водоснабжения |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
τh |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
II |
|
Циркуляция горячего |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
τ |
h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Подогреватель |
|
|
водоснабжения |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
II ступени |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Из тепло- |
|
τ'1 |
τII |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
СибАДИ |
|||||||||||||||||||
|
|
|
вой |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
В систему отопления |
||
|
|
τ1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
τ1 |
|
|
В тепловую сеть |
|
|
|
|
|
|
|
з систе- |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мы |
|
|
|
tC |
τ |
τI |
|
|
|
|
τI |
|
τ2 |
||||||||
|
|
|
2 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
τIh |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Подогреватель |
|
|
|
|
|
|||||
|
Из водопровода |
|
|
I ступени |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Рис. 3.6. Расчетная схема водо-водяного подогревателя для двухступенчатой
схемы присоединения водоподогревателя горячего водоснабжения c зависимым присоединением систем отопления в ЦТП ИТП
Решение:
1. Максимальный расход сетевой воды на отопление
Gdo = |
3600Q |
3600 5,82 106 |
3 |
|
o max |
= 4200 (80 −42)= 62,5 10 |
кг/ч. |
||
c(τ1 −τ2 ) |
|
2. Макс мальный расход греющей воды на горячее водоснабжение
Gdh max = |
3600 0,55QSP |
= |
3600 0,55 4,57 106 |
=57 103 |
кг/ч. |
|||
|
|
h |
|
|
||||
c(τ'1 |
−τ'2 ) |
|
4200 (80 |
−42) |
||||
|
|
|
|
|
||||
3. Для ограничения максимального расхода сетевой воды на ЦТП в качестве расчетного принимается больший из двух расходов, полученных по пп.1, 2:
Gd = Gdo = 62,5 103 кг/ч.
31
4. Максимальный расход нагреваемой воды через I и II ступени водоподогревателя
Gh max = |
3600QSP |
3600 4,57 106 |
3 |
|
|
h |
4200 (60 −2) = 68 10 |
кг/ч. |
|||
|
= |
|
|||
c(th −tC ) |
|
||||
5. Температура нагреваемой воды за водоподогревателем I ступени
СибАДИ |
||||||
|
|
|
thI =τ'2 −5 = 42 −5 = 37 °C. |
|||
6. |
Расчетная производительность водоподогревателя I ступени |
|||||
|
QSPI = Gh max (thI |
−tC )c |
= |
68 103 (37 −2) 4200 |
= 2,76 106 Вт. |
|
|
h |
3600 |
3600 |
|
||
7. |
Расчетная производительность водоподогревателя II ступени |
|||||
|
QSPII = QSP − QSPI |
= 4,57 106 − 2,76 106 =1,81 106 Вт. |
||||
|
h |
h |
h |
|
|
|
8. Температура греющей воды на выходе из водоподогревателя II ступени τ2II и на входе в водоподогреватель I ступени τ1I .
τ II =τ I =τ' |
|
3600QSPII |
3600 1,81 106 |
|
|
|||||
− |
h |
=80 − |
4200 |
62,5 |
103 |
=55 |
°C. |
|||
|
||||||||||
2 |
1 |
1 |
|
cGd |
|
|
||||
9. Температура греющей воды на выходе из водоподогревателя I ступени
τ I |
=τ' |
|
3600QSP |
3600 4,57 |
106 |
|
|
− |
h |
=80 − |
4200 62,5 |
103 |
=17 °C. |
||
|
|||||||
2 |
1 |
|
cGd |
|
|||
10. Среднелогар фм ческая разность температур между греющей нагреваемой водой для I ступени водоподогревателя
∆tСРI = |
∆tб −∆tм |
|
= |
(55 −37)−(17 −2) |
=16,5 °C. |
|||
|
|
2,3lg |
(55 −37) |
|||||
|
2,3lg |
∆tб |
|
|
|
|||
|
∆tм |
|
|
(17 −2) |
|
|
||
11. реднелогарифмическая разность температур между греющей нагреваемой водой для II ступени водоподогревателя
∆tСРII = |
∆tб −∆tм |
= |
(80 |
−60)−(55 −37) |
=19 °C. |
|||||||
|
|
|
(80 |
−60) |
|
|
||||||
|
2,3lg |
∆tб |
|
2,3lg |
|
|||||||
|
∆t |
м |
(55 |
−37) |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
32
12. Необходимое сечение трубок водоподогревателя при скорости воды в трубках WТР = 1 м/с и двухпоточной схеме включения
f УСЛ = |
G |
h max |
|
= |
|
68 103 |
= 0,0094 м2 . |
||
2 3600W |
ρ |
2 |
3600 |
1 103 |
|||||
ТР |
|
|
|||||||
|
|
ТР |
|
|
|
|
|
|
|
По табл. П.1 и полученной величине fТРУСЛ подбираем водоподог-
реватель со следующими характеристиками: |
|
||
СибАДИ |
|||
– площадь сечения трубок fТР = 0,0093 м2; |
|
||
– наружный диаметр корпуса секции DН = 219 мм; |
|
||
– площадь сечения межтрубного пространства fМТР = 0,02139 м2; |
|||
–эквивалентный |
диаметр |
межтрубного |
пространства |
dЭКВ = 0,0224 м;
– поверхность нагрева одной секции fСЕК = 11,51 м2 (при длине секции 4 м);
– отношение наружного диаметра трубок к внутреннему
dНАР / dВН = 16/14 мм.
13. Скорость воды в трубках при двухпоточной компоновке
WТР = |
Gh max |
|
68 103 |
|
|
= |
|
=1,01 м/c. |
|
2 3600 fТРρ |
2 3600 0,0093 103 |
|||
14. Скорость воды в межтрубном пространстве при двухпоточной компоновке
WМТР = |
Gd |
|
62,5 103 |
|
|
= |
|
= 0,41 м/c. |
|
2 3600 fМТРρ |
2 3600 0,02139 103 |
|||
15. Расчет водоподогревателя I ступени: а) средняя температура греющей воды
tСРГР = τ1I +2τ2I = 55 +2 17 = 36 °C.
б) средняя температура нагреваемой воды
tСРН =τС +2τhI = 2 +237 =19,5 °C.
в) коэффициент теплопередачи от греющей воды к стенке трубки
a1 =1,16[1210 +18tСРГР −0,038(tСРГР )2 ]WМРТ0,20,8 |
= |
|
|
||
|
|
dЭКВ |
|
|
|
=1,16 [1210 +18 36 −0,038 362 ] |
0,8 |
|
|
|
|
0,41 |
= 2187 Вт/(м2 |
° |
); |
||
0,2 |
|||||
|
0,0224 |
|
|
|
|
33
г) коэффициент теплоотдачи от стенки трубки к нагреваемой воде
a2 |
=1,16[1210 +18tСРНАГРЕВ −0,038(tСРНАГРЕВ )2 ] |
WТР0,8 |
= |
||
0,2 |
|||||
|
|
|
|
dВН |
|
=1,16 [1210 +18 19,5 −0,038 19,52 ] |
1,010,8 |
= 4222 Вт/(м2 °С). ; |
|||
0,0140,2 |
|||||
д) коэффициент теплопередачи водоподогревателя при коэффици- |
|||||||||||||||||||||||||||||
СибАДИ |
|||||||||||||||||||||||||||||
енте |
эффективности |
теплообмена гладких труб ψ = 1,2 и коэффици- |
|||||||||||||||||||||||||||
енте, |
учитывающим |
загрязнение |
поверхности |
труб β = 0,9: |
|||||||||||||||||||||||||
|
кI = |
|
|
ψβ |
= |
|
|
|
|
|
1,2 0,9 |
|
|
|
|
=1535 Вт/(м2 °С); |
|||||||||||||
|
|
1 |
+ |
1 |
+ |
δСТ |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
+ |
|
1 |
|
|
+ |
0,001 |
|
|
|
|||||
|
|
a |
|
a |
2 |
|
λ |
|
|
|
|
2187 |
|
|
4222 |
|
|
|
|
105 |
|
|
|
||||||
|
|
1 |
|
|
|
СТ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
е) требуемая поверхность нагрева водоподогревателя I ступени |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
F I = |
QSPI |
= |
|
2,76 106 |
|
=108,7 м2 ; |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
ТР |
кI ∆tCPI |
|
|
|
1535 16,5 |
|
|
|
|
||||||||||||||
ж) число секций водоподогревателя при длине секции 4 м: |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
N I = |
F I |
|
= |
108,7 |
|
= 4,72 секции. |
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ТР |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 fСЕК |
|
|
2 11,51 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Принимаем 5 секций в одном потоке; действительная поверхность |
|||||||||||||||||||||||||||||
нагрева будет FI |
= 11,51 2·5 = 115 м2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
16. Расчет водоподогревателя II ступени: |
|
||||||||||||||||||||||||||||
а) средняя температура греющей воды |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
tCГРР |
= |
τ' |
+τ |
II |
|
= |
80 |
+55 |
|
=67,5 °С; |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
б) средняя температура нагреваемой воды |
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
tСРН |
= |
|
τ |
I |
+τ |
|
= |
|
37 +60 |
|
= 48,5 °C; |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h |
|
|
h |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
в) коэфф ц ент теплопередачи от греющей воды к стенке трубки |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
a1 =1,16[1210 +18tСРГР −0,038(tСРГР )2 ]WМРТ0,20,8 |
= |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dЭКВ |
|
|
=1,16 [1210 +18 67,5 −0,038 67,52 ] |
|
|
|
|
0,8 |
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
0,41 |
= 2730 Вт/(м2 ° ); |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
0,2 |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,0224 |
|
|
|
||||
34
г) коэффициент теплоотдачи от стенки трубки к нагреваемой воде
|
|
|
|
|
|
|
|
a2 =1,16[1210 +18tСРН −0,038(tСРН )2 ]WТР0,20,8 |
= |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dВН |
|
|
|
|
||||
|
=1,16 [1210 +18 48,5 −0,038 48,52 ] |
|
1,010,8 |
|
= 5443 Вт/(м2 °С); |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
0,0140,2 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
д) коэффициент теплопередачи водоподогревателя при коэффици- |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
енте эффективности |
|
|
теплообмена ψ = 1,2 и коэффициенте, учиты- |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
вающим загрязнение |
поверхности |
|
труб, β = 0,9: |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
кII = |
|
|
|
|
ψβ |
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
1,2 0,9 |
|
|
|
=1931 Вт/(м2 °С); |
||||||||||||||||||||||
|
1 |
+ |
1 |
|
+ |
δСТ |
|
|
|
1 |
|
+ |
|
1 |
|
+ |
0,001 |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
|
λ |
2730 |
5443 |
|
105 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
СТ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
е) требуемая поверхность нагрева водоподогревателя II ступени |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F II |
= |
|
QSPII |
= |
1,81 106 |
= 49,4 м2 ; |
И |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ТР |
|
|
|
|
А |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кII ∆tCPII |
|
1931 19 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
ж) число секций водоподогревателя II ступени |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N II |
= |
|
F II |
|
= |
49,4 |
|
= 2,15 секции. |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ТР |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 fСЕК |
|
|
|
2 11,51 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
Принимаем 2 секции в одном потоке, действительная поверхность |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
нагрева будет FII = 11,51 2 2 = 46 м2. |
|
|
|
Д |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
В результате расчета получилось по 2 секции в каждом водопо- |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
догревателе II |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и 5 – в каждом водоподогревателе I ступени |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
ступени |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
суммарной поверхностью нагрева 161 м2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 3.8. Однопоточная компоновка |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
Рис. 3.7. Однопоточная компоновка |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
5-секционного подогревателя |
|
|
|
|
|
|
|
2-секционного подогревателя |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
I ступени |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
II ступени |
||||||||||||
35
17. Потери давления в водоподогревателях (7 последовательных секций в каждом потоке):
для воды, проходящей в трубках (с учетом коэффициента, учитывающего накипеобразование, ϕ = 2)
|
gГ |
|
|
2 |
|
21,6 10 |
3 |
|
2 |
|
||
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
||||||||
∆РН = 7,5ϕ |
|
|
|
|
N = 7,5 2 |
|
|
|
|
|
7 |
=142 кПа; |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
fТРρ |
|
2 0,00939 1000 |
|
|
И |
||||||
|
|
|
||||||||||
для воды, проходящей в межтрубном пространстве |
||||||||||||
∆Р |
ГР |
= ВW 2 N = |
20 0,412 7 = 23,5 кПа. |
|
||||||||
|
|
|
|
МТР |
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент В = 20 принимается по табл. 3.1. |
|
|||||||||||
На рис. 3.7 и 3.8 |
|
представлена |
Д |
|||||||||
|
компоновка двухступенчатого |
|||||||||||
кожухотрубного секционного подогревателя I и II ступеней.
Контрольная задача 3.2.
Выбрать и рассчитать водоподогревательную установку для системы горячего водоснабжения центрального теплового пункта, оборудованную водоподогревателями, состоящими из секций кожухотрубного типа с трубной системой из прямых гладких трубок и блоками опорных перегородок [3]. Водоподогреватели
|
присоединены к тепловой сети по двухступенчатой схеме (см. рис. 3.6). |
|
|||||||||||||||||
|
|
Исходные данные: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
Температура |
|
теплоносителя |
(греющей воды) в тепловой |
сети: |
|
||||||||||||
|
|
в подающем |
|
|
|
τ1; |
обратном трубопроводе τ2 |
, τ'2 . |
посту- |
||||||||||
|
|
Температура |
|
холодной водопроводной (нагреваемой) воды, |
|||||||||||||||
|
пающей в водоподогреватель tC. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
Температура воды, поступающей в систему горячего водоснабжения на выхо- |
|||||||||||||||||
|
де из II ступени водоподогревателя, th . |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
тепловой поток на отопление потребителей, присоединенных |
||||||||||||
|
к ЦТП, Qomax . Расчетная тепловая производительность водоподогревателей QhSP. |
||||||||||||||||||
|
Макс мальн |
|
|
|
расчет |
|
Асекундный расход |
воды |
на |
горячее |
водо- |
||||||||
|
снабжение gГ. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
Вар анты контрольных задач представлены в табл. 3.3. |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
трубопроводеВар анты контрольных заданий |
|
|
Таблица 3.3 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
Параметры |
|
|
|
|
|
|
|
|
Варианты заданий |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
1 |
|
2 |
3 |
|
|
4 |
5 |
6 |
7 |
|
8 |
|
9 |
10 |
|
τ |
° |
|
150 |
130 |
150 |
|
150 |
130 |
150 |
130 |
|
150 |
|
130 |
130 |
|||
|
1, |
Максимальный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
τ2, |
° |
|
|
70 |
70 |
70 |
|
|
70 |
70 |
70 |
70 |
|
70 |
|
70 |
70 |
|
|
Qomax, Вт |
|
6 106 |
5 106 |
5,2 106 |
5,4 106 |
5,6 106 |
5,8 106 |
6,2 106 |
5,2 106 |
5,5 106 |
5,7 106 |
|||||||
|
QhSP, Вт |
4,8 106 4,4 106 |
4,2 106 |
4,1 106 |
4,0 106 |
4,5 106 |
4,4 106 |
4,2 106 |
4,1 106 |
4,0 106 |
|||||||||
|
gГ, л/с |
|
|
19 |
18 |
20 |
|
|
22 |
16 |
17 |
19 |
|
21 |
|
23 |
18 |
||
|
tC, ° |
|
|
5 |
|
10 |
5 |
|
|
10 |
10 |
10 |
6 |
|
8 |
|
9 |
6 |
|
|
|
° |
|
|
65 |
60 |
65 |
|
|
70 |
70 |
60 |
60 |
|
65 |
|
60 |
65 |
|
|
Сth, С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
τ'2, °С |
|
|
38 |
40 |
42 |
|
|
37 |
39 |
41 |
43 |
|
42 |
|
38 |
40 |
||
|
L, м |
|
|
4 |
|
2 |
4 |
|
|
2 |
4 |
2 |
4 |
|
2 |
|
4 |
2 |
|
36
Контрольные вопросы и задания
1.Каково назначение кожухотрубного (КЖТ) подогревателя?
2.Назовите основные элементы КЖТ подогревателя.
3.Назовите достоинства и недостатки КЖТ подогревателя.
4.Назовите определяющие параметры КЖТ подогревателя.
5.Поясните принцип работы КЖТ подогревателя.
6.Назовите назначение опор-турболизаторов. И
7.Назовите назначение линзовых компенсаторов.
8.Назовите допустимое рабочее давление КЖТ подогревателя.
9.Назовите величину коэффициента теплопередачи КЖТ подогревателя.
10.Назовите величины, входящие в состав формулы коэффициента теплопередачи КЖТ подогревателя.
11.Каким образом учитывается загрязнение поверхностиДтруб КЖТ подогреватля?
12.Поясните понятие «среднелогарифмическая разность температур».
13.Назовите значение оптимальной скорости воды в трубках КЖТ подогревателя.
14.Поясните понятие фактической скорости воды в трубках.
15.Поясните понятие «эквивалентный диаметр».
16.Запишите формулу дляАопределения поверхности КЖТ подогревателя и поясните величины, входящие в состав формулы.
17.Зачем определяются потери давления в КЖТ подогревателя?Все это создаетбвозможности экономичного массового изготовления
так х аппаратов |
м н мальной металлоемкости. |
|
||
С |
|
ПТА |
являются |
разновид- |
при |
ностью поверхностных рекупера- |
|||
тивных |
теплообменных аппара- |
|||
тов с п оверхностью теплообмена, |
||||
изготовленной из тонкого листа – |
||||
пластины. Пластины выполняют- |
||||
|
|
ся из коррозионно-стойких спла- |
||
|
|
вов толщиной 0,4–1,0 мм мето- |
||
|
|
дом холодной штамповки. Сталь- |
||
|
|
ные, медные, графитовые, тита- |
||
|
|
новые гофрированные |
пластины |
|
Рис. 4.1. Пластинчатый подогреватель |
стянуты в пакет. |
|
||
|
|
|
||
37
Первый агрегат пластинчатого теплообменника в близком к современному виду был изобретён доктором Ричардом Селигманом в 1923 г. Согласно другим источникам, создателем первого современного ПТО была шведская компания Густава де Лаваля, выпустившая первую модель, предназначавшуюся для пастеризационного оборудования, в 1938 г.
Простейший теплообменник должен иметь не менее трех пластин, образующих два канала, по одному из которых течет горячий тепло-
СлотнибАтельных прокладок различаютсяДИв зависимости от химической агрессивности рабочей среды и ее температуры. Обычно используют различные полимеры на основе натуральных или синтетических каучуков. Для теплообменников, используемых в системах теплоснабжения, обязательным является применение прокладок из термостойкой резины.
носитель, а по другому – холодный (рис. 4.2).
Наиболее широко применяются в промышленности разборные ПТА [4]. Они состоят из отдельных пластин с прокладками, приспособлены для быстрой разборки и сборки и вся их теплообменная поверхность доступна для очистки. Полуразборные, сварные блочные и сварные неразборные теплообменники являются разновидностью ап-
паратов пластинчатого типа. |
Поверхность теплообмена образу- |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Теплоноситель 1 |
ется из отдельных параллельных друг |
||||||||||
Теплопередяющая |
|
|
другу пластин, а каналы для рабочей |
|||||||||
|
||||||||||||
стенка |
|
|
|
|
|
среды имеют щелевидную форму. Ра- |
||||||
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
бочая среда движется у поверхности |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
теплообмена тонким слоем, что спо- |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
со ствует интенсификации процесса |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
теплоотдачи. Формы пластин и про- |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
фили их поверхности очень разнооб- |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
разны. В простейшем случае пласти- |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ны могут быть плоскими, с гладкими |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
стенками и |
иметь прямоугольную, |
|
|
Теплонос тель 2 |
|||||||||||
|
квадратную, |
круглую либо другую |
||||||||||
Р с. 4.2. Пр нц п альная схема |
||||||||||||
форму. |
|
|||||||||||
пласт нчатого теплообменн ка |
|
|||||||||||
Материалы для изготовления уп- |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Для выявления особенностей разборных астинчатыхпл теплоо - менников рассмотрим схему (рис. 4.3).
38
Аппарат состоит из группы теплообменных пластин 15, подвешенных па верхней горизонтальной штанге 7. Концы верхней и нижней штанг закреплены в неподвижной плите (передней стойке) 3 и на задней стойке 9. При помощи нажимной плиты 8 и винта 10 пластины в собранном состоянии сжаты в один пакет. На схеме для более ясного изображения потоков рабочих сред показано только пять пластин в
раздвинутом положении. В рабочем положении пластины плотно прижаты друг к другу на резиновых прокладках 13 и 5.
СибАДИРис. 4.3. Разборный пластинчатый теплообменный аппарат:
Каждая пластина имеет прокладки двух назначений:
– большая резиновая кольцевая прокладка 13, ограничивающая на
лицевой стороне пластины канал для соответствующего потока рабо-
чей среды охватывающая также два угловых отверстия (с одной
стороны пластины или по диагонали), через которые происходит приток среды в межпластинный канал и сток из него;
– две малые резиновые прокладки 5, изолирующие два остальных
отверстия создающие транзитный проход для второй рабочей среды.
3 |
4 |
5 |
|
6 |
|
|
|
|
7 |
|
|||
|
|
|
8 |
|||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
2 |
|
|
|
|
|
10 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
14 |
13 |
|
12 |
11 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
1, 2, 11, 12 – штуцера; 3 – передняя стойка; 4 – верхнее угловое отверстие; 5 – кольцевая резиновая прокладка; 6 – граничная пластина; 7 – штанга; 8 – нажимная плита; 9 – задняя стойка; 10 – винт; 13 – большая резиновая прокладка; 14 – нижнее угловое отверстие; 15 – теплообменная пластина
39
Система уплотнительных прокладок построена так, что после сборки и сжатия пластин в аппарате образуются две системы герметичных каналов, изолированных одна от другой металлической стенкой и прокладками: одна для горячего теплоносителя, другая для холодного. Одна из этих систем состоит из нечетных каналов между пластинами, а другая из четных, благодаря чему потоки горячей и холодной рабочих сред чередуются. Обе системы межпластинных каналов соединяются со своими коллекторами и далее со штуцерами для входа и выхода рабочих сред, расположенных на плитах.
Холодный теплоноситель входит в аппарат через штуцер, расположенный на неподвижной плите (например штуцер 2), и через верхнее угловое отверстие 4 (в первой слева пластине) попадает в продольный коллектор, образованный угловыми отверстиями пластин после их сборки. По коллектору холодный теплоноситель доходит до
пластины 6, имеющей глухой угол (без отверстия), и распределяется |
|||
по нечетным межпластинным каналам, которые сообщаются (через |
|||
|
|
|
И |
один) с угловым коллектором благодаря соответствующему располо- |
|||
жению больших и малых резиновых прокладок 13 и 5. При движении |
|||
вверх по межпластинному каналу среда обтекает волнистую поверх- |
|||
ность пластин, |
|
с обратной стороны горячим теплоноси- |
|
телем. Затем подогретая среда выходитДв продольный коллектор, об- |
|||
разованный нижними угловыми отверстиями 14, и выходит из аппа- |
|||
рата через штуцер 11. |
|
|
|
Горячий теплоноситель движется в аппарате навстречу холодному. |
|||
Она поступает в штуцер 12, проходит через нижний коллектор, рас- |
|||
|
|
А |
|
пределяется по четным каналам и движется по ним вверх. Через верх- |
|||
н й коллектор |
штуцер 2 охлажденный горячий теплоноситель вы- |
||
ход т з теплообменн ка.
В промышленных аппаратах число пластин в некоторых конструк- |
|
|
обогреваемых |
ц ях может дост гать нескольких сот, а образуемые ими каналы мо- |
|
гут быть соед нены по различным одноходовым и многоходовым |
|
схемам. ами аппараты по конструкции могут быть односекционны- |
|
ми и многосекционными или комбинированными. |
|
Односекционным пластинчатым теплообменником (рис. 4.4) назы- |
|
вается аппарат, в котором в теплообмене участвуют только два теп- |
|
лоносителя. |
|
С |
|
40