Расчет площади поверхности охлаждения конденсатора из условий минимальных габаритов (Исследовательская часть дипломного проекта), страница 4

3.1.5.1 Из уравнения теплового баланса конденсатора определим нагрев охлаждающей воды:

D_к∙(h_п-h_к)=W∙∆t∙C_p,                                                                                    (3.51)

W=m×D_k,                                                                                                     (3.52)

где h_к=109,78 кДж/кг – энтальпия сконденсировавшегося пара;

       ∆t – нагрев охлаждающей воды, ^oC;

       m = 74 – кратность циркуляции;

       C_p- теплоёмкость воды, равная 4.19 кДж/(кг∙К).

∆t=D_k×(h_п-h_к)/m×D_k×C_p=153,967×(2371-109,78)/75×153,967×4,19=7,196^оС. (3.51)

3.1.5.2 Температура циркуляционной воды на выходе из конденсатора:

t₂=t₁+∆t=12+7,196=19,196 ^оС.                                                                  (3.53)

3.1.5.3 Среднелогарифмическая разность температур:

∆t_л=,                                                                                           (3.54)

где t_п – температура отработавшего в турбине пара, t_п=26,182 ^оС.

∆t_л= =10,163 ^оС.

3.1.5.4 Коэффициент теплопередачи определяется по формуле Бермана:

k=4070∙a∙Ф_ω∙Ф_t∙Ф_z∙Ф_δ,                                                                              (3.55)

где a – коэффициент чистоты;

      Ф_ω,Ф_t,Ф_z,Ф_δ – множители, учитывающие влияние скорости охлаждающей воды ω_в, ее температуры на входе в конденсатор t₁, числа ходов воды z и удельной паровой нагрузки конденсатора g_п.

а=а_с∙а_м,                                                                                                       (3.56)

где а_с и а_м – коэффициенты, зависящие от ожидаемого состояния поверхности охлаждения и от материала и толщины стенок трубок: а_с=0.8 – при оборотном водоснабжении; а_м=1 – для трубок из латуни и толщиной стенок δ=1 мм.

а=0.8∙1=0.8 .

Ф_ω=,                                                                                          (3.57)

где ω_в=2 м/с – скорость охлаждающей воды, принимается в зависимости от материала трубок;

х=0.12∙а∙(1+0.15∙t₁)= 0.12∙0.8∙(1+0.15∙12)=0,2688.                                 (3.58)

Ф_ω=.

При t₁<35 ^oC                Ф_t= ,                                     (3.59)

где b=0.52-0.0072∙g_п, g_п – удельная паровая нагрузка, г/(м²∙с).           (3.60)

Задаемся предварительно g_п=14,6 г/(м²∙с), находим:

b=0,52-0,0072∙14,6=0,415.

Ф_t=.

Ф_z=.                                       (3.61)

Множитель Ф_δ=1, так как расчет ведется для номинальной нагрузки.

3.1.5.5 Определяем коэффициент теплопередачи k:

k=4070∙0,8∙1,026∙0,781∙1∙1=3259 Вт/(м²∙К).                                            (3.62)

3.1.5.6 Площадь поверхности охлаждения конденсатора:

F=м².                   (3.63)

3.1.5.7 Определим число трубок в конденсаторе:

N=,                                                                                 (3.64)

где ρ_в=1000 кг/м³ – плотность охлаждающей воды.

N=шт.

3.1.5.8 Активная длина трубок:

L=м.                                                    (3.65)

3.1.5.9 Удельная паровая нагрузка на конденсатор:

g_п=г/(м²∙с).                                           (3.66)

Полученная по расчету удельная паровая нагрузка конденсатора близко совпадает с первоначально заданной, и поэтому можно считать расчет законченным и не требующим повторения.

3.1.6 Полученные результаты вычислений сведем в таблицу 3.1

Искомые величины	Изменяемые параметры
	1		2		3		4
	m	d1/d2, мм	m	d1/d2, мм	m	d1/d2, мм	m	d1/d2, мм
	65	28/26	68	26/24	70	22/20	74	18/16
∆t, oC	8.039		7.936		7.710		7.196
t2, oC	20.309		19.936		19.710		19.196
∆tл, oC	9.425		9.667		9.828		10.163
Фω	0.993		0.998		1.011		1.026
Фt	0.79		0.791		0.778		0.781
k, Вт/(м2×К)	2554		2573		3200		3259
F, м2	14460		13980		11070		10510
N, шт	18830		23140		34300		57420
L, м	8.735		7.399		4.670		3.237
gп, г/(м2×с)	10.647		11.011		13.908		14.649

Таблица 3.1

Как видно из сводной таблицы 3.1 площадь поверхности охлаждения уменьшается, в следствии увеличения кратности циркуляции и уменьшения диаметров трубок, соответственно уменьшаются габариты конденсатора.