Расчет теплоотдачи от стенки труб к питательной воде.

Зададимся скоростью питательной воды в трубах зоны СП [1]: .

Используя [3] определим по и параметры питательной воды в зоне СП:

Используя уравнение неразрывности оценим количество спиралей в зоне СП с учетом значения внутреннего диаметра спиральных труб .

Так как рассматриваемый подогреватель исполняется с шестью коллекторами, то количество секций также равно 6. Следовательно, в каждой секции зоны СП должно находиться спиральных труб:

В каждой секции должно находиться целое число спиралей, следовательно, принимаем число спиралей в каждой секции 85 шт.

Уточним общее число спиралей в зоне СП:

При изменении количества спиралей необходимо выполнить уточнение скорости питательной воды в спиральных трубах зоны СП используя уравнение неразрывности:

Используя уточненную скорость воды в спиральных трубах и свойства питательной воды в зоне СП определим число Рейнольдса питательной воды:

Зададимся следующими величинами:

Число плоскостей спиральных труб [4]:

Внутренний диаметр спирали: .

Шаг витков спирали принимаем: [2]

Число витков спирали в первом приближении:

Наружный диаметр спирали:

.

Длина одноплоскостной спирали в первом приближении:

Далее после определения площади теплообмена в зоне СП итерационно уточняется значение длины спирали. По результатам проведенных итераций итоговое значение длины спирали составит: .

Тогда с учетом уточненной величины длины спирали коэффициент теплоотдачи от стенки трубы к питательной воде составит [1]:

Моделирование процесса теплоотдачи через стенку труб.

При средней температуре стенки [2] определим теплопроводность стали 20 и термическое сопротивление стенки толщиной , и средним диаметром :

Определим плотность теплового потока [4]:

Определим расчетные значения температурных напоров в зоне СП:

Выполним проверку правильности расчета средних температурных напоров в зоне СП путем сравнения суммы расчетных значений со среднелогарифмическим температурным напором зоне СП:

Определим коэффициент теплопередачи [4]:

Тогда принимая полученное значение коэффициента теплопередачи определим площадь поверхности теплообмена зоны собственно подогревателя:

По результатам расчета площади поверхности теплообмена для зоны СП уточним длину спирали:

Величина зазора между спиралями и корпусом ПВД [2]:

Величина зазора между спиралями соседних секций [2]:

Величина зазора между коллектором и корпусом [2]:

Величина зазора между спиралью и коллектором[2]:

Внутренний диаметр корпуса при шести коллекторной компоновке:

Диаметр коллектора при шести коллекторной компоновке:

3.2.3. Расчет зоны охладителя пара.

Принимаем геометрические размеры спиралей и шаг их установки в зоне ОП такими же, как и в зоне СП. Считаем, что в зоне ОП схема движения пара - двухнитточная

Средняя температура пара в зоне ОП:

Используя [3] определяем параметры греющего пара при его средней температуре:

Проходное сечение для пара с учетом коэффициента, учитывающего часть длины труб, участвующий в теплообмене [1]:

Так как схема движения пара в зоне ОП однопоточная, то при обтекании спиралей зоны ОП скорость пара составит:

При поперечном обтекании паром спиральных труб Число Рейнольдса:

Расчет коэффициента теплоотдачи от пара к стенке труб при [4]:

Средняя температура питательной воды в зоне ОП:

Используя [3] определяем параметры питательной воды при средней температуре:

Зададимся скоростью воды в спиралях зоны ОП [1]: .

Используя уравнение неразрывности оценим количество спиралей в зоне ОП с учетом

В каждой секции зоны ОП должно находиться спиральных труб:

В каждой секции должно находиться целое число спиралей, следовательно, принимаем число спиралей в каждой секции 22 шт.

Уточним общее число спиралей в зоне ОП:

При изменении количества спиралей необходимо выполнить уточнение скорости питательной воды в спиральных трубах зоны ОП используя уравнение неразрывности:

Используя уточненную скорость воды в спиральных трубах и свойства питательной воды в зоне ОП определим число Рейнольдса питательной воды:

Определим коэффициент теплоотдачи от стенки к воде [1]:

При средней температуре [2] определим теплопроводность стали 20 и термическое сопротивление стенки:

Определим коэффициент теплопередачи:

Рассчитаем среднелогарифмический температурный напор для зоны ОП:

Определим площадь поверхности теплообмена зоны ОП: