САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Энергомашиностроительный факультет Кафедра "Атомных и Тепловых Энергетических Установок"

Министерство образование и науки Российской Федерации

Расчетная работа по дисциплине

"Тепломеханическая обработка электростанций"

Работу выполнил студент группы 3037/1:

Бойцев И.В.

Работу проверил ассистент:

Комолов И.А.

Санкт-Петербург

2012

Содержание

1. Введение . . . . . . . . . . . 3

2. Тепловой расчет . . . . . . . . . .

2.1. Расчет собственного подогревателя . . . . . .

2.2. Расчет охладителя дренажа . . . . . . .

3. Гидравлический расчет . . . . . . . . .

1. Введение

Таблица 1 - исходные данные

7	3,7	0,9	100	60	90	5	10	16	1

Давление воды принимаем сами (чтобы вода не закипала).

2. Тепловой расчет

Так как нам известно давление на линии насыщения, , то по h-s диаграмме можем найти энтальпию . Так же определим энтальпию в адиабатическом процессе при расширении рабочего тела до давления в конденсаторе () : . И энтальпию при реальном расширении рабочего тела по формуле:

.(*)

Найдем температуру греющего пара:

.

Аналогично (*) необходимо определить энтальпию отбора:

Найдем температуру и энтальпию дренажа:

;

.

Запишем уравнение баланса энергии в зоне собственного подогревателя (СП), откуда затем сможем выразить расход отбора:

,

где изобарная теплоемкость воды для и .

.

Определим температуру воды на выходе из охладителя дренажа (ОД) из уравнения баланса

;

.

Определим логарифмический перепад температуры в зоне охладителя дренажа:

.

Теперь определим параметры на входе в подогреватель:

;

.

Так как мы имеем перекрестный ход двух сред, то необходимо найти соответствующие поправки для точности и надежности дальнейших вычислений. Степень регенерации параметр . По графику нашли . Учитывая эту поправку, найдем

;

.

Необходимая тепловая мощность в зоне охладителя дренажа:

;

необходимая тепловая мощность в зоне собственного подогревателя:

.

2.1. Расчет собственного подогревателя

Следующим шагом будет принятие в первом приближении коэффициента теплопередачи в интервале 2,5-3 . Пусть . Тогда площадь обогреваемой поверхности собственного подогревателя будет равна

.

Подсчитаем количество опускных труб Для этого запишем формулу расхода основного конденсата:

.

Здесь мы задаемся скоростью в пределах , и плотность воды (конденсата). Принимаем . Получаем в итоге

.

Но в рассчитываемом нами подогревателе количество опускных труб равно количеству подъемных тру. Поэтому полное число труб будет равно

.

Теперь найдем длину этих труб, выразив ее из формулы ниже

,

где наружный диаметр труб.

Высота труб между перегородками:

,

где . Приняли .

Далее нам нужно пересчитать коэффициент теплопередачи. Для этого сначала выберем материал. Пусть конструкционный материал будет латунь с коэффициентом теплопроводности .

Число Рейнольдса ,

где скрытая теплота парообразования;

кинематическая вязкость воды (конденсата).

Получившееся число Рейнольдса , значит, для вычисления величины коэффициента теплоотдачи от пленки конденсата к стенке трубы будем использовать формулу

,

где ускорение свободного падения;

коэффициент теплопроводности конденсата.

.

Определим коэффициент теплоотдачи от стенки к основному конденсату:

.

Здесь и .

;

;

;

.

Теперь рассчитаем коэффициент теплопередачи

Сравним расчетное и принятое значения коэффициента теплопередачи

,

следовательно, принимаем новое значение во втором приближении и изменим некоторые параметры для СП:

;

площадь обогреваемой поверхности собственного подогревателя:

.

Длина опускных и подъемных труб:

,

высота труб между перегородками:

,

число Рейнольдса:

;

Сравним расчетное и принятое значения коэффициента теплопередачи

.

Как можем видеть, разница меньше 1%.

2.2. Расчет охладителя дренажа

Зададимся коэффициентом теплопередачи в зоне охладителя дренажа (ОД):

.

Определим площадь поверхности охладителя дренажа по следующей формуле

;

Зададим шаг :

.

Число трубок найдем из следующего соотношения

,

где плотность воды (основного конденсата) в зоне ОД.

Полная длина трубок:

.

Определим диаметр трубной доски по формуле

.

Здесь определение. В итоге получаем

.

Далее нам понадобятся:

кинематеическая вязкость конденсата в зоне ОД;

определение;

число Прандтля для конденсата в зоне ОД;

плотность дренажа.

Определим половину длину U-образной трубки до разворотного колена:

и половину длины трубки, учитывая колено:

.

Вычислим половину проходного сечения:

.

Будем считать, что расход дренажа равен расходу пара (отбора из турбины), следовательно, можем найти скорость дренажа:

.

Определим число Рейнольдса для дренажа:

.

Число Нуссельта для определения

Наконец, коэффициент теплоотдачи от дренажа к стенка U-образных трубок: