Разработка алгоритма конструкторского и поверочного расчетов сетевого подогревателя вертикального типа с реализацией данных алгоритмов на ЭВМ

Министерство образования Российской Федерации

Архангельский Государственный Технический Университет

Факультет Промышленной Энергетики, ПЭ IV-2

Кафедра промышленной теплотехники

Курсовая работа

по курсу: “МОДЕЛИРОВАНИЕ, АЛГОРИТМИЗАЦИЯ И

ОПТИМИЗАЦИЯ СИСТЕМ И ЭЛЕМЕНТОВ ТЭЦ ”

Разработка алгоритма конструкторского и поверочного расчетов сетевого подогревателя вертикального типа с реализацией данных алгоритмов на ЭВМ

Пояснительная записка

0.162.03.КР.00.006.ПЗ

Руководитель работы:                                                       

Архангельск

2003

Содержание:

                                                                                                                                                          стр.

Введение                                                                                                                                   4

1 Конструкторский расчет                                                                                                       5

1.1 Алгоритм конструкторского расчета                                                                   5

1.2 Расчет недостающих параметров                                                                         6

1.3 Конструктивный расчет                                                                                         7

1.4 Тепловой расчет                                                                                                     7

1.5 Гидравлический расчет                                                                                         10

1.6 Расчет капитальных затрат и эксплуатационных издержек                              10

2 Поверочный расчет                                                                                                              14

2.1 Алгоритм поверочного расчета                                                                           14

2.2  Расчет недостающих параметров                                                                       15

2.3 Тепловой расчет                                                                                                     16

2.4 Гидравлический расчет                                                                                         18

Введение

Целью курсовой работы является разработка алгоритма конструкторского (расчет недостающих параметров, тепловой и гидравлический расчеты) и поверочного расчетов подогревателя сетевого подогревателя воды вертикального типа; оптимизация конструкции теплообменного аппарата; моделирование статического и динамического изменения тепловых и гидравлических характеристик этого аппарата при изменении входных параметров теплоносителей в заданном диапазоне.

В процессе работы возможно изменение таких входных параметров, как: температура нагреваемой воды, расход нагреваемой воды, давление греющего пара. Поверочный расчет производится для выбранного после конструкторского расчета теплообменного аппарата отдельно для случая изменения одного из входных параметров.

Сетевой подогреватель вертикального типа представляет собой кожухотрубчатый теплообменный аппарат, в котором греющий пар через входной патрубок поступает в межтрубное пространство аппарата и обтекает теплообменные трубки снаружи, конденсируется на них, передавая теплоту конденсации нагреваемой воде. Конденсат по трубкам стекает вниз и через выходной патрубок выводится из аппарата посредством конденсаиоотводчика. Нагреваемая вода и через входной патрубок вводится в верхнюю жидкостную камеру, а из нее поступает внутрь трубок пучка, движется по ним, нагревается за счет теплоты конденсации пара и через выходной патрубок поступает к потребителю.

При нахождении свойств нагреваемого и греющего теплоносителей, циркулирующих в разрабатываемом сетевом подогревателе, пользуемся аппроксимационными уравнениями, в которых для греющего пара свойства находятся как функция от давления насыщения, а для нагреваемой воды – функция от средней температуры. В результате аппроксимации свойств получены следующие уравнения:

для греющего пара:

- температура насыщения t_Н=180,95021×P^0,25299

- энтальпия насыщенного пара h=2780,002×P^0,01665

- энтальпия конденсата пара h_к=765,63086×P^0,25806

- плотность конденсата r_к=893,91525×P^-0,03407

- кинематическая вязкость конденсата пара n_к=1,6677×10^-7×P^-0,2385

- теплопроводность конденсата пара l_к=-0,00532×Р+0,68616

- число Прандтля для конденсата пара Pr_к=0,9551×P^-0,25124

- удельная теплота конденсации пара r_к=2036,65×P^-0,0496

для нагреваемой воды:

- кинематическая вязкость воды n=-8,016×10^-13×t³+2,6906×10^-10×t²-3,151×10^-8×t+1,55548×10^-6

- теплопроводность нагреваемой воды l= -6,938×10^-6×t²+1,819×10^-3×t+0,566895

- плотность нагреваемой воды r= -0,00273×t²-0,16515×t+1003,36308

- число Прандтля для воды Pr= -6,5907×10^-6×t³+2,18195×10^-3×t²-0,248043×t+11,32346

- теплоемкость нагреваемой воды С_Р= -0,00246×t²-4,46155×t+4241,78103