Компоновка поверхности нагрева теплообменника

Как указано в исходных данных трубки в трубной решетке размещаются по вершинам равносторонних треугольников, сторона которых , при этом .

Поскольку , а наружный диаметр трубки , то продольный и поперечный шаги соответственно равны:

и

.

Рассчитаем диаметр кожуха теплообменника :

;

где - число шагов между трубками ряда, расположенного по одной из главных осей в сечении пучка, , где - число ходов.

м.

По рекомендациям [6, стр. 28] принимаем кольцевой зазор между крайними трубками и корпусом 6 мм.

Проверяем условие , следовательно, проверяем двухходовой теплообменник. При изменении числа ходов теплообменника рассчитанные ранее величины не изменяются, поскольку не изменяется скорость и количество греющего пара. Число трубок в каждом ходе .

м;

м;

.

Выбираем четырехходовой теплообменник с длиной трубок между трубными досками:

м;

м;

После компоновки теплообменника выбираем м.

;

Из этого следует, что следует теплообменную установку проектировать из нескольких последовательно включенных по нагреваемому теплоносителю теплообменников.

Количество последовательно включенных теплообменников:

,

где - высота трубок (задались ранее).

Принимаем .

Отсюда длину трубок в одном теплообменнике принимаем:

В теплообменной установке, состоящей из шести последовательно включенных теплообменников, нагреваемой теплоноситель в количестве движется последовательно по всем ходам каждого из теплообменников, а греющий пар в каждый из теплообменников подается в количестве:

, кг/с,

где - количество последовательно включенных теплообменников в установке:

, кг/с.

Расчет и компоновка парогенерирующего пучка труб

1 Количество пара с параметрами , , которое должно быть получено в парогенерирующем пучке, вычислено ранее из теплового баланса теплообменника. Такое же количество конденсата поступает из теплообменника во входной коллектор :

.

2 Количество теплоты, которое должно быть затрачено в парогенерирующем пучке для получения пара с параметрами , , если пренебречь теплопотерями в окружающую среду, должно соответствовать количеству теплоты, необходимой для нагревания теплоносителя от до , т.е. в соответствии уравнением теплового баланса:

,

следовательно,

.

3 Количество трубок включенных во входной коллектор, с учетом , и :

.

Количество трубок - это количество змеевиков, параллельно присоединенных между выходным и входным коллекторами:

.

Изображенный парогенерирующий пучок П представляет ряд змеевиков, параллельно присоединенных к входному и выходному коллекторам и . В нашем случае трубки парогенерирующего пучка расположены в коридорном порядке и количество змеевиков .

4 Дальнейшая задача состоит в расчете поверхности нагрева парогенерирующего пучка с помощью уравнения теплопередачи:

,

где .

Как следует из уравнения теплопередачи теплообменника, определению поверхности нагрева должны предшествовать вычисления среднего температурного напора и коэффициента теплопередачи .

Расчет среднего температурного напора в парогенерирующем пучке проводится исходя из температурных графиков теплоносителей.