Расчет пароводяного кожухотрубчатого подогревателя тепловой мощностью 1800 кВт

Страницы работы

16 страниц (Word-файл)

Содержание работы

Задание:

Тепловая мощность: Q = 1.8 МВт = 1800 кВт

Температура воды на входе: 55 0С

Температура воды на выходе: 100 0С

Давление влажного пара: P = 0,38 МПа

Температура конденсата на выходе: = 142 0С

Число ходов воды: z = 2

Материал труб: латунь

Диаметр труб:

ВВЕДЕНИЕ

Данный расчет пароводяного кожухотрубчатого подогревателя является частным расчетом теплообменных аппаратов, включающий в себя три главы:

-  поверочный расчет, в котором определяется поверхность теплообмена, по заданной тепловой нагрузке, температуре на входе и выходе, а так же его основные компоновочные характеристики;

-  гидравлический расчет, в котором определяется гидравлические сопротивления на прокачку теплоносителей (воды и пара) и выбор насосов для их прокачки;

-  прочностной расчет, который производиться для определения основных конструктивно-компоновочных характеристик (толщин стенок корпуса, длину трубных досок и других характеристик), кроме этого производиться проверка на номинальные допустимые напряжения (изгибающий момент, перерезывающую силу и напряжение на изгиб трубной решетки).

I. Расчет теплопередачи.

            Цель расчета: определение поверхности теплообмена и основных конструктивно – компоновочных характеристик аппарата.

1.  Расход нагреваемой воды, кг/с, м3

, где Ср = 4,19

 Здесь и в дальнейшем все теплофизические свойства воды и водяного пара рассчитаны по программе  WaterSteamPro версия 5.1

http:\\twt.mpei.ac.ru\orlov\watersteampro

= 9,547 кг/с

, где - плотность воды, при температуре100 0С

 Плотность воды = 965 кг/м3                                                           

=0,0099 м3

2.  Скорость воды, м/с

Выбираем скорость воды = 0,58 м/с

3.  Число труб в одном ходе, шт.

= 67,08  принимаем = 67

4.  Общее число труб в корпусе, шт.

134 шт.

5.  Выбираем схему расположения труб в корпусе – шахматную.

; к » 2…3

принимаем к = 2, тогда 40 мм

Зазор мм.

6.  Диаметр кожуха (внутренний)

, где r1 = 260 мм – внутренний радиус кожуха, определяется по рис. 1.

520 мм = 0,52 м

7.  Уточненное количество труб в аппарате

n = 133 шт.

8.  Проходное сечение аппарата по воде, м2

 0.01692 м2

9.  Скорость воды, м/с

0,585 м/с

10.  Необходимый расход пара, кг/с, м3

, где r – теплота парообразования, при давлении Р = 0,38 МПа теплота парообразования r = 2139,4 кДж/кг                                                                   0.84 кг/с

, где V” – удельный объем сухого насыщенного пара, при давлении Р = 0,38 МПа удельный объем сухого насыщенного пара V” = 0.48527 м3/кг  0.41 м3

11.  Предварительная длина труб, м

L = (0,3…6)×Dвнутр, принимаем L = 0,4 м

12.  Среднее число труб в ряду

nср = 7

13.  Среднее проходное сечение по пару, м2

0,064 м2

14.  Средняя скорость пара в пучке, м/с

6,38 м/с

15.  Определение числа Рейнольдса пара Reп

Reп, где nп – кинематическая вязкость, при температуре t12 = 142 0С кинематическая вязкость nп = 6,75×10-6 м2/с                                                    

Reп18902

16.  Определение числа Рейнольдса пленки конденсата Reпл

 где lж – теплопроводность жидкости, при температуре tн =t12 =142 0С теплопроводность жидкости lж = 68,5×10-2 Вт/(м×0С),                                              

rж – плотность жидкости, при температуре tн = 142 0С

плотность жидкости rж = 924 кг/м3,                                                                            

nж при температуре tн = 142 0С составит nж = 0,209×10-6 м2/с.                      

Температурный напор , tпл = tн  = t12  = 142 0С,

задаемся температурой стенки tст = 104, отсюда 38 0С;

r - теплота парообразования, при давлении Р = 0,38 МПа теплота парообразования r=2,1394×106 Дж/кг                                                                                         

17.  Определение критерия Галилея Ga

, g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с, отсюда

18.  Определение критерия Нуссельта при конденсации пара Nuп

, где mп – динамическая вязкость пара, при температуре tн = 142 0С ; динамическая вязкость mп = 1,37×10-5 Па×с,           

mпл – динамическая вязкость пленки жидкости, при температуре tн = 138 0С динамическая вязкость mпл = 1,937×10-4 Па×с,                                                    [3, стр. 264]

В – коэффициент, учитывающий степень загрязнения теплоносителя, для чистого пара В = 42.

19.  Определение среднего коэффициента теплоотдачи от пара, конденсирующегося на горизонтальном пучке aп, Вт/(м2×К)

Вт/(м2×К)

20.  Определение числа Рейнольдса воды Reв

. Определим среднюю по длине трубок температуру воды:

0С. При этой температуре nв = 3,757×10-7 м2/с.  

Отсюда число Рейнольдса: 31121

21.  Критерий Нуссельта для теплоотдачи от стенки к воде Nuв

, где число Прандтля при температуре воды

 tвср=77,5 0С равно Prв = 2,305                                                                                       

число Прандтля при температуре стенки tст = 104 0С равно Prст = 1,68     

22.  Коэффициент теплоотдачи от стенки к воде aв, Вт/(м2×К)

. При температуре воды tвср=77,5 0С  lв = 66,5×10-2 Вт/(м×0С),          

тогда Вт/(м2×К)

23.  Коэффициент теплопередачи к, Вт/(м×К)

, где dст – толщина стенки, dст = 1 мм;

lст – теплопроводность стенки, теплопроводность латуни при температуре t ~ 85 0С   lст = 105 Вт/(м×К);

Похожие материалы

Информация о работе

Тип:
Расчетно-графические работы
Размер файла:
403 Kb
Скачали:
0