Установка ожижения природного газа 250 кг СПГ/ч на базе АГНКС, страница 2

II – теплота, которая выносится со ступени с долей (x) ; т.е. затраты на получение продукта

III – потери холода

- Часовой расход газа через компрессор

  

 

3. Сведём получившиеся значения в таблицу

таблица 2

характеристики основных параметров цикла ожижения

	Начальные параметры						Характеристики цикла
						Cp,
значен	300	0,1	20	6	0,6	2,236	178,8	0,179	7690	1110	0,14	178,9	0,39	0,32

4. Оптимизационный расчёт

Рассмотрим изменение коэффициента ожижения при изменении теплоизоляции

при

при

таблица 3

зависимость коэффициента ожижения от величины qc

	6	8	12
x	0,179	0,177	0,172

При увеличении теплопритока из окружающей среды коэффициент ожижения не значительно уменьшается

5. Расчёт витого теплообменного аппарата из трубок, оребренных проволокой

теплоприток из окружающей среды не учитывается.

1)Определяем недостающие параметры

 Составляем тепловой баланс ТОА

- Находим мощность ТОА

- Находим удельную мощность ТОА

- Среднюю разность температур потоков определяем с учётом того, что для метана при  , поэтому выполняем графическое построение в координатах №уч-T и вычисляем

Разбиваем весь интервал Q на 8 одинаковых участков и находим  на каждом из них

таблица 4

параметры метана для графического построения  в координатах Q-T

№ участка	i, кДж/кг	T, К
0-0	1021,43	300	10	0,1
1-1	981,21	288,9	23	0,0435
2-2	940,99	278,25	34	0,0294
3-3	900,78	267,95	47	0,0213
4-4	860,56	257,95	61	0,0164
5-5	820,34	248,16	74	0,0135
6-6	780,12	238,47	88	0,0114
7-7	739,9	228,74	111	0,009
8-8	699,69	218,85

 

-  По справочным данным определяем теплофизические параметры потоков метана при заданных давлениях и средних температурах (1-прямой поток, 2-обратный поток)

                     [3]

таблица 5

  теплофизические параметры потоков метана при заданных давлениях и средних температурах

	прямой поток метана	обратный поток метана
, К	259,43
удельный объём,	1,34	0,00324
плотность,	0,746	308,78
теплопроводность,
динамич. вязкость
удельная теплоёмкость,	2,159	3,846
коэффициент Pr	0,737	1,46

2) Принимаем величины, необходимые для расчёта аппарата

трубки медные размером   ( , )

 ,  ,  ,                                        [ 4, стр304]

 ,    ,    , 

массовая скорость потока  

скорость птока в межтрубном пространстве                [ 4, стр 295 ]

- Вычисляем площадь сечения трубки

- Число трубок

принимаем n=138 ; при этом скорость изменится менее, чем на 1,3%, и поправку на её изменение не делаем;

- Линейная скорость метана в трубках

-Линейная скорость метана в межтрубном пространстве

- Средняя площадь сечения свободного объёма межтрубного пространства

- Площадь поперечного сечения межтрубного пространства

3) Определяем коэффициент теплоотдачи

- Для прямого потока

-Для обратного потока

   - фактор теплоотдачи

- Коэффициент теплопередачи

4) Определяем площадь поверхности теплообмена и конструктивные размеры аппарата.

- Площадь поверхности теплообмена

-Средняя длина трубок с 15%-ным запасом

- Расчётное число слоёв навивки

Принимаем действительное число слоёв z =13  . При этом скорость  уменьшается, что необходимо учесть при окончательном уточнённом расчёте:

- Уточнённый наружный диаметр навивки

- Средний диаметр навивки

- Теоретическая высота навивки

-Среднее число витков в каждом слое

- При окончательной конструктивной компоновке теплообменника необходимо обеспечить примерно одинаковую длину трубок по слоям. Для этого следует увеличивать число трубок в слое с увеличением диаметра последнего. N – номер слоя намотки

- Расчётное число трубок в каждом слое

5) Потери давления

при  и числе Re=61000 находим             [ 4, стр 309]

0,012

- Для потока в межтрубном пространстве находим фактор трения

-Потери давления

где

* все приведённые формулы в п.5 взяты из [4]

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. [ 1 ] – Акулов Л. А. Установкии системы низкотемпературной техники. Ожижение природного газа и утилизация холода сжиженного природного газа при его регазификации: Учеб. пособие. – Спб.: СПбГУНиПТ, 2006. – 175 с.

2. [ 2 ] – Архаров А. М. и др. Теория и расчёт криогенных систем: Учебник для вузов по специальности «Криогенная технка»/ А. М. Архаров, И. В. Марфенина, Е. И. Микулин. – М.: Машиностроение, 1978. 415 с., ил. +1 вкл.

3. [ 3 ] – Акулов Л. А., Борзенко Е. И., Зайцев А. В. Теплофизические свойства и фазовое равновесие криопродуктов: Справ.-СПб.:СПбГУНиПТ, 2009.-567с.

4. [ 4 ] - Архаров А. М. и др. Криогенные системы: Учебник для студентов вузов по специальностям «Техника и физика низких температур» и «Холодильная,криогенная техника и кондиционирование»: В 2 т. Т.2. Основы проектирования аппаратов, установок и систем / А. М. Архаров, И. А. Архаров, В.П. Беляков и др.; Под общ. ред. А. М. Архарова и А. И. Смородина. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1999. – 720 с.:ил.