- •вВЕДЕНИЕ
- •ЦЕЛЬ РАБОТЫ
- •ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ
- •ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ
- •ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ
- •Введение в теорию оптимизации
- •Общая структура затрат при эксплуатации теплообменного аппарата
- •Определение оптимальной скорости движения воды
- •Определение единовременных капитальных затрат
- •Определение затрат на транспорт теплоносителя через подогреватель
- •Уравнение целевой функции
- •ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ
- •ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
- •ОТЧЕТ О РАБОТЕ
- •ЦЕЛЬ РАБОТЫ
- •ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ
- •ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ
- •Определение единовременных капитальных затрат
- •Транспорт греющей воды через подогреватель
- •Транспорт нагреваемой воды через подогреватель
- •Уравнение целевой функции
- •ПРОГРАММА ОПТИМИЗИРУЮЩЕГО РАСЧЕТА ГОРИЗОНТАЛЬНОГО ВОДОВОДЯНОГО ПОДОГРЕВАТЕЛЯ
- •ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ
- •ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
- •ОТЧЕТ О РАБОТЕ
- •ЦЕЛЬ РАБОТЫ
- •ВВЕДЕНИЕ
- •Порядок определения количества теоретических тарелок
- •Метод числа единиц переноса (метод А. Н. Плановского)
- •Методика определения оптимального флегмового числа методом А. Н. Плановского
- •Методика определения оптимального флегмового числа методом Руководящих технологических материалов
- •ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
- •Содержание отчета
- •Методические указания к выполнению лабораторной работы с использованием ПК
- •ЗАКЛЮЧЕНИЕ
- •БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Окончание табл. 3
Наименование |
Обо- |
Зна- |
|
зна- |
чение |
|
чение |
|
1 |
2 |
3 |
КПД насосного агрегата для подачи воды |
ETH |
|
в аппарат, ηН |
|
|
Число часов работы аппарата в год, τ , |
TAU |
|
ч/год |
|
|
Начальное число ходов в аппарате, Z; |
Z |
4 |
Коэффициент теплопроводности мате- |
LCT |
|
риала стенки, λСТ , Вт/(м К); |
|
|
Коэффициент наличия в греющем паре |
ETI |
|
неконденсирующихся газов, ηi . Для чис- |
|
|
того пара ηi =1 |
|
|
Начальное значение площади поверхно- |
F |
3,97 |
сти теплообмена, F , м2 |
|
|
0 |
|
|
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2 ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ И ИССЛЕДОВАНИЕ
РЕЖИМОВ РАБОТЫ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО ВОДОВОДЯНОГО ПОДОГРЕВАТЕЛЯ
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Цель работы состоит в изучении конструкции горизонтального рекуперативного кожухотрубного водо-водяного подогревателя и практическом освоении математических методов анализа и оптимизации теплообменных аппаратов данного типа.
32
ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ
Объектом исследования в лабораторной работе является кожухотрубный горизонтальный водо-водяной теплообменный аппарат типа ХВ-790 (рис. 1). Характеристики аппарата приведены в табл. 4.
Таблица 4
Технические характеристики ТОА ХВ-790
Параметр |
Значение |
1 |
2 |
Производительность, т/ч |
5/10 |
Поверхность нагрева, м2 |
1,6 |
Расчетные параметры: |
|
по греющей воде |
|
избыточное давление, бар |
0,2 |
температура, 0С |
|
На входе |
104,2 |
На выходе |
60 |
по нагреваемой воде |
|
избыточное давление, бар |
7 |
температура, 0С |
|
На входе |
40 |
На выходе |
48 |
Рабочие параметры: |
|
по греющей воде |
|
избыточное давление, бар |
7 |
температура, 0С |
|
На входе |
160 |
по нагреваемой воде |
|
избыточное давление, бар |
7 |
температура, 0С |
|
На входе (не менее) |
45 |
Гидравлическое сопротивление при максималь- |
|
ной производительности, м. вод. ст. |
|
33
Окончание табл. 4
Параметр |
Значение |
1 |
2 |
В межтрубном пространстве |
0,99 |
В трубном пространстве |
1,06 |
Число ходов воды в межтрубном и трубном про- |
4 |
странствах |
|
Площадь поперечного сечения в одном ходе, м2: |
|
Межтрубного пространства |
0,003 |
Трубного пространства |
0,0075 |
Материал трубок |
Латунь Л- |
|
68 |
Число трубок в трубном пучке, шт. |
20 |
Размеры трубок: |
|
Наружный диаметр, мм |
16 |
Толщина стенки, мм |
1 |
Длина, м |
1,7 |
Масса аппарата, кг |
134 |
Расход воды в расчетном режиме, т/ч |
|
греющей |
2,5 |
нагреваемой |
10 |
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ
Во введении к лабораторной работе, конспектах лекций и в соответствующих главах рекомендуемой литературы ознакомиться с основными конструкциями жидкостно-жид- костных кожухотрубных теплообменных аппаратов, методами их математического моделирования и оптимизации.
34
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОЙ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ГРЕЮЩЕЙ И НАГРЕВАЕМОЙ ВОДЫ В МЕЖТРУБНОМ И ТРУБНОМ ПРОСТРАНСТВАХ ВОДОВОДЯНОГО ПОДОГРЕВАТЕЛЯ
На промышленных предприятиях, в промышленных котельных и на ТЭЦ широко используются горизонтальные поверхностные кожухотрубные теплообменники, в которых и греющей и нагреваемой средой является вода. Важнейшими характеристиками такого аппарата является скорость движения воды как в меж трубном пространстве, так и внутри теплообменных труб. С увеличением скорости повышается эффективность теплоотдачи между поверхностью труб и омывающей их греющей и нагреваемой водой. Однако в этом случае интенсификация теплообмена сопровождается дополнительной затратой энергии на перемещение теплоносителя через трубное и межтрубное пространства аппарата, т.е. в такой ситуации выбор наивыгоднейшей поверхности теплообмена и конструкции подогревателя целесообразно осуществлять по методу технико-экономической оптимизации. Наибольшей экономической эффективностью будут обладать те конструкции, для которых годовые приведенные затраты минимальны.
Если известны капитальные затраты на аппарат КТ ,
годовые затраты на его эксплуатацию Э и нормативный коэффициент окупаемости капитальных вложений ЕН , то годо-
вые приведенные затраты составят:
ЗГОД = Э+ЕНКТ . |
(2.1) |
В данном случае в качестве оптимизируемых параметров наиболее целесообразно выбрать скорость движения воды
в межтрубном пространстве W1 и скорость движения воды внутри теплообменных труб W2 , м/с, что позволяет согласно
35