Курсовой Курбан / Старые версии / Часть 4.1

IV. Поверочный расчет конвективной камеры.

Известны следующие температуры:

ºС, ºС,

ºС, ºС

Необходимо учесть:

1. При температуре от 110ºС до 140ºС: сырье – жидкость

Оптимальная скорость движения сырья в трубах м/с – принимаем 2 м/с

2. При температуре от 140ºС до 630ºС: сырье – газ

Оптимальная скорость движения сырья в трубахм/с– принимаем 5 м/с

1. Сырье – жидкость

Найдем площадь сечения всех труб камеры:

где - средняя плотность сырья в интервале температур от 110ºС до 140 ºС

,

Найдем октана для двух температур:

кг/м³кг/м³

Следовательно, средняя плотность сырья составляет

кг/м³

Значит, м²

Определяем число труб в конвективной камере:

, где F_тр - площадь сечения одной трубы

Округляем до= 1 ( змеевик)

В связи с полученным числом уточняем значение скорости движения сырья в трубах

, м/с

Поверочный расчет проводим с целью определить, является ли полученное выше значение теплоты конвективной камеры, достаточным для ее требуемого расчетного значения ˃. Расчетное значение находим по формуле:

,

где k- коэффициент теплопередачи,

- средний температурный напор,

Fк- поверхность теплообмена

,

где l_кк - длина труб, омываемая дымовыми газами

,

здесь мм - толщина трубной решетки

,

Значит, м²

Найдем значение среднего температурного напора:

ºС

Определим коэффициент теплоотдачи излучением:

Вт/м^2·К

Средняя скорость газов:

, где F - свободное сечение конвективной камеры

м/с

Найдем число Рейнольдса: , где м²/с- коэффициент кинематической вязкости дымовых газов

_{Уравнение подобия при 10≤Re =}

,

Находим коэффициент теплоотдачи:

Вт/м^2·К

_{Значит, коэффициент теплоотдачи от горячих дымовых газов будет равен:}

Вт/м^2·К

Определяем коэффициент теплоотдачи от нагретых стенок к сырью . Для этого воспользуемся теорией подобия. Найдем число Рейнольдса:

,

где м²/с - средний коэффициент кинематической вязкости

Подставляем полученное значение в уравнение

Тогда , где =0,10475Вт/м^·К Вт/м^2·К

Таким образом,

Вт/м^2·К

Значит, расчетное значение теплоты конвективной камеры составляет:

_{По условию 37,228>718,05 не выполняется}

Необходимое число труб для подогрева бензина:

Принимаем =20 шт. (2 ряда по 7 труб 1 ряд с 6 трубами )

Расчетное значение теплоты конвективной камеры составит:

Следовательно, условие выполняется

Уточним значение числа труб, т.к. расчет велся для одиночных труб

Для пучка труб будет:

_{Из справочника при поперечном обтекании пучков труб и шахматном расположении труб используем формулу}

,

где

Находим коэффициент теплоотдачи для 3 рядов ( ) с помощью соотношения:

,

Коэффициенты теплоотдачи для 1 и 2 рядов находим по следующим зависимостям:

, ;

, ;

Тогда искомое значение составит:

(1071,967718,05) – условие выполняется

_{большое, поэтому уменьшим число труб до 18 (3 ряда по 6 труб)}

Для пучка труб будет:

,

где

Находим коэффициент теплоотдачи для 3 рядов ( ) с помощью соотношения:

,

Коэффициенты теплоотдачи для 1 и 2 рядов находим по следующим зависимостям:

, ;

, ;

Тогда искомое значение составит:

(825,607 718,05) – условие выполняется

2. Сырье - газ

Найдем площадь сечения всех труб камеры:

где - средняя плотность сырья в интервале температур от 140ºС до 630 ºС

,

Найдем октана для двух температур:

кг/м³ кг/м³

Следовательно, средняя плотность сырья составляет

кг/м³

Берем 23 труб ( 3 ряда по 8*7*8 труб)

Уточняем значение скорости движения сырья в трубах:

, м/с

,

здесь мм - толщина трубной решетки

м²/с - средний коэффициент кинематической вязкости

Подставляем полученное значение в уравнение :

Вт/м^2·К

=6,738

Значит, коэффициент теплоотдачи от горячих дымовых газов будет равен:

Значит, расчетное значение теплоты конвективной камеры составляет:

Следовательно, условие не выполняется

_{Берем 22 трубы (7*8*7)}

условие выполняется

_{Уточним}

_{Из справочника при данных условиях:}

,

где

Вт/м^2·К

,

где м²/с - средний коэффициент кинематической вязкости

Подставляем полученное значение в уравнение :

Тогда , где =0,10475Вт/м^·К

Вт/м^2·К

Значит, расчетное значение теплоты конвективной камеры составляет:

Возьмем 12 секций

Уточним расчет

=13,833

Расчетное значение теплоты конвективной камеры составит:

Следовательно, условие выполняется