- •Поектирование рекуперативных теплообменных аппаратов
- •Введение
- •Содержание
- •1.Тепловой и гидравлический расчёт секционного водяного подогревателя
- •Для противоточного движения теплоносителя в данном случае:
- •2.Тепловой и гидравлический расчёт горизонтального парового подогревателя.
- •3.Тепловой и гидравлический расчет вертикального пароводяного подогревателя
- •4. Расчет горизонтального пароводяного подогревателя
- •Расчёт на прочность корпуса и трубных досок вертикального пароводяного теплообменного аппарата
- •Библиографический список
4. Расчет горизонтального пароводяного подогревателя
Исходные данные
Произвести тепловой, конструктивный и гидравлический расчет горизонтального пароводяного подогревателя. Исходные данные принять те же, что и в расчете вертикального пароводяного подогревателя.
Расчет
1) При одинаковых исходных данных значения массовых и объемных расходов теплоносителей, среднелогарифмической разности температур, числа трубок в подогревателе и скорости воды в трубках получаются равными рассчитанным в расчете вертикального пароводяного подогревателя.
, кг/с; , кг/с; , м3/с;
, оС; , шт.; , м/с.
2) Определяют в первом приближении средние температуры воды и стенки:
,°С.
Режим течения пленки конденсата определяют по приведенной длине трубки (число Григулля) для горизонтального подогревателя, равной
, следовательно режим течения пленки ламинарный,
где т - приведенное число трубок в вертикальном ряду,
,шт,
- общее число трубок, шт.;
- максимальное число трубок в вертикальном ряду =6 шт. (см. рис. 10);
- температурный множитель принимаем по табл. 4, =98,7,1/м-К).
4) Коэффициент теплоотдачи от пара к стенке на горизонтальных трубах может быть определен по преобразованной формуле Д.А. Лабунцова:
где - температурный коэффициент:
5) Определяют коэффициент теплоотдачи от стенки к воде. Режим движения жидкости в трубках турбулентный, так как
.
Коэффициент теплоотдачи при турбулентном движении воды внутри трубок при :
6) Расчетный коэффициент теплопередачи:
.
7) Уточненное значение температуры стенки трубок:
Поскольку уточненное значение мало отличается от принятого для предварительного расчета, то пересчет величины не требуется.
8) Определяют расчетную поверхность нагрева:
Ориентируясь на полученную величину поверхности нагрева и на заданный в условии диаметр латунных трубок, выбирают по табл. П12 приложения пароводяной подогреватель типа ПП 1-17-7-11 ( подогреватель пароводяной с эллиптическими днищами, поверхность теплообмена 17м2 (при диаметре трубок в пучке 16х1 мм) рабочим (избыточным) давлением в корпусе 0,7 МПа, двухходовой по нагреваемой среде). Число трубок поверхности нагрева N =124 шт.
9) Уточняют скорость течения воды в трубках подогревателя:
, м/с,
где определяют по табл. П11.
10) Определяют гидравлические потери в подогревателе:
а) коэффициент гидравлического трения для гладких латунных труб по формуле
где число Рейнольдса:
;
б) сумма коэффициентов местных сопротивлений для двухходового подогревателя определяется так же, как в расчете вертикального пароводяного подогревателя:
;
в) потеря давления в подогревателе:
где - длина трубок подогревателя по табл. П12, =3 м;
- коэффициент, учитывающий загрязнение внутренних поверхностей
трубок, =1,3 (см. табл. 5).
11) Пользуясь данными, приведенными в табл. П9 и П10 и рисунками П3, выполняют габаритный чертеж подогревателя.
12) Заносят основные характеристики аппарата в сводную таблицу №2.
Таблица №2
Сводная таблица результатов
сравнительных расчетов теплообменников
Тип теплообменника |
Коэффи- циент теплопе- редачи , Вт/(м2К) |
Темпе- ратур- ный на- пор , оС |
Поверх- ность нагрева , м2 |
Габаритные размеры |
Гидравлическое сопротивление , кПа |
Масса , кг |
Число ходов по воде , шт. |
||
, м |
, м |
, м |
|||||||
Секционный водоводяной |
3616,23 |
24,66 |
46,04 |
4,610 |
2,5 |
325 |
259,58/ 47,43 |
301,3 |
4 |
Пластинчатый водоводяной |
5236,69 |
24,66 |
40,2 |
1,8 |
0,72 |
0,606 |
57,42/ 30,46 |
500 |
2 |
Кожухотрубный паро- водяной - вертикальный |
2596 |
75,89 |
20,3 |
3,630 |
0,825 |
0,480 |
45,84 |
915 |
2 |
Кожухотрубный пароводяной - горизонтальный |
4148 |
75,89 |
17 |
3,575 |
0,761 |
0,426 |
44,47 |
750 |
2 |
В числителе сопротивление трубного пространства, в знаменателе – межтрубного. |