h1¢¢ - энтальпия конденсата пара в состоянии насыщения, кДж/кг, по таблице II[2] с учетом давления греющего пара Р1=0,45 МПа примем h1¢¢=623,2 кДж/кг;
t2¢ - температура нагреваемой воды на входе в аппарат, °С;
t2¢¢ - температура нагреваемой воды на выходе из аппарата, °С.
Тогда G2=Q/[c2×(t2¢¢-t2¢)]=3,5×106/4187×(90-70)=41,80 кг/с.
G1=Q/[(h1¢-h1¢¢)×h]=3,5×106/[103×(2743,4-623,2)×0,98]=1,68 кг/с.
Температуру насыщения tн греющего пара, по таблице II[2] с учетом давления греющего пара Р1=0,45 МПа примем tн=147,91 °С.
2.2 Тепловой расчет секционного водоводяного подогревателя
Недостающие параметры находятся из уравнений теплового баланса. Так как ни один из двух теплоносителей не изменяет свое агрегатное состояние, то используем уравнение:
Q=G1×с1×(t1¢-t1¢¢)×h=G2×c2×(t2¢¢-t2¢), где G1 - массовый расход сетевой воды, кг/с;
G2 - массовый расход нагреваемой воды, кг/с;
с1 - теплоемкость сетевой воды, Дж/(кг×К), принимаем с1=4187 Дж/(кг×К);
с2 - теплоемкость нагреваемой воды, Дж/(кг×К), принимаем с2=4187 Дж/(кг×К);
h - коэффициент удержания теплоты изоляцией аппарата, из расчета h=0,97¸0,99, принимаем h=0,98;
t1¢ - температура сетевой воды на входе в аппарат, °С;
t1¢¢ - температура сетевой воды на выходе из аппарата, °С, температуру сетевой воды на выходе из аппарата принимаем равной 80°С;
t2¢ - температура нагреваемой воды на входе в аппарат, °С;
t2¢¢ - температура нагреваемой воды на выходе из аппарата, °С.
Тогда G2=Q/[c2×(t2¢¢-t2¢)]=3,5×106/[4187×(90-70)]=41,80 кг/с.
G1=Q/[c1×(t1¢¢-t1¢)×h]=3,5×106/[4187×(140-80)×0,98]=14,22 кг/с.
3 Конструктивный расчет
Целью расчета является определение основных габаритных размеров аппарата.
3.1 Конструктивный расчет пароводяного подогревателя горизонтального типа
3.1.1 Площадь поперечного сечения трубок одного хода жидкости f2, м2:
Площадь поперечного сечения трубок одного хода жидкости f2, м2, определяем из уравнения сплошности:
G2=f2×W2×r2, где f2 - площадь поперечного сечения трубок одного хода, м2;
W2 – скорость воды в трубках, м/с;
r2 – плотность теплоносителя, проходящего через теплообменные трубки, м3/кг, плотность нагреваемой воды определяем в расчете на среднюю температуру tcр:
tcр=0,5×(t2¢¢+t2¢),
tcр – средняя температура нагреваемой воды внутри теплообменника.
tcр=0,5×(90+70)=80°С,
r2=(u2¢)-1,
u2¢ - удельный объем нагреваемой воды, тогда по таблице I[2], в расчете на среднюю температуру tcр=80°С, примем u2¢=0,001029 м3/кг.
r=(0,001029)-1=971,8 м3/кг.
Откуда f2=G2/(W2×r2),
Скорость нагреваемой воды внутри теплообменных трубок из расчета W=1¸3 м/с, назначим равной W2=2,0 м/с.
f2=41,80/(2,0×971,8)=0,0215 м2.
3.1.2 Количество трубок в одном ходу жидкости n0, штук:
Количество трубок в одном ходу жидкости n0, штук, определяем по формуле:
n0= f2/fтр, где fтр - площадь поперечного сечения трубки, м2,
fтр=0,25×p×
, где dвн – внутренний диаметр теплообменной трубки, м, принимаем
в качестве теплообменных трубок трубки Æ14´1
Откуда n0=4×f2/(p×).
n0=4×0,0215/(3,14×0,0142)=139 шт.
3.1.3 Общее количество трубок в аппарате n, штук:
Количество трубок в одном ходу жидкости n, штук, определяем по формуле:
n=n0×z2, где z2 – количество ходов воды по трубному пространству, принимаем z2=2,
m=139×2=278 шт.
3.1.4 Шаг разбивки трубок в трубном пространстве s, мм:
Разбивку трубок будем производить по вершинам равностороннего треугольника.
S – поперечный шаг разбивки, мм;
С учетом необходимой площади на развальцовку, шаг разбивки S, мм, назначим равным:
S=dн+6мм.
S=16+6=22 мм.
3.1.5 Диаметр трубной решетки Dтр, м:
Диаметр трубной решетки по центрам наружного ряда трубок Dтр, м, при разбивке их по вершинам равностороннего треугольника определяется:
Dтр»1,13×S×
, где y – коэффициент заполнения площади трубной решетки трубками, принимаем y=0,7;
a – угол между осями трубной системы, при разбивке по вершинам равностороннего треугольника a=60°.
Dтр»1,13×0,022×
=0,461 м.
3.1.6 Диаметр корпуса D, мм:
Диаметр корпуса D, мм, определяется по формуле:
D=D¢+dн+2×k, где k – боковой припуск, мм, принимаем k=20 мм;
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.