Тепловой расчет отопительного пароводяного подогревателя горизонтального типа, страница 3

D¢ - некоторая величина, мм.

По таблице 1-35[1], для n=278 штук, находим соотношение D¢/s=17;

D¢=17×s=17×22=374 мм.

D=374+16+2×20=430 мм.

Предварительно принимаем для корпуса подогревателя трубу Æ500´8.

3.1.7 Приведенное число трубок в вертикальном ряду m:

Приведенное число трубок в вертикальном ряду m, штук:

m».

m»=17.

3.1.8 Коэффициент теплоотдачи a_п, ккал/(ч×м²×К), от пара к стенке:

Температурный напор Dt, °С:

Dt=.

Dt=°С.

Средние температуры воды t, °С, и стенки t_ст, °С:

Рисунок 3.1 Схема фазного перехода одного из теплоносителей

t=t_н-Dt.

t_ст=0,5×(t+t_н).

t=147,91-67,4=80,51°С.

t_ст=0,5×(80,51+147,91)=114,21°С.

Режим течения пленки конденсата определяем по приведенной длине трубки L, для горизонтального подогревателя, равной:

L=m×d_н×Dt¢×A₁, где       Dt¢ - разность между температурой насыщения пара и средней температурой стенки, °С,

Dt¢=t_н-t_ст;

А₁ – температурный множитель, (м×К)^-1, по таблице 1-1[1] при t_н=147,91°С принимаем А₁=104,4 (м×К)^-1.

Dt¢=147,91-114,21=33,7°С;

L=17×0,016×33,7×104,4=957.

При t_н=147,91°С L=957, то есть меньше величины L_кр=3900, следовательно, режим течения пленки ламинарный.

Для этого режима коэффициент теплоотдачи от пара к стенке на горизонтальных трубах может быть определен по преобразованной формуле Д.А. Лабунцова:

, где       А₂ – температурный множитель, (м×К)^-1, по таблице 1-1[1] t_н=147,91°С принимаем А₂=8284 (м×К)^-1.

.

3.1.9 Коэффициент теплоотдачи a_в, ккал/(ч×м²×К), от стенки к воде:

Критерий Рейнольдса:

Re=W₂×d_вн/n, где       n - коэффициент кинематической вязкости, м²/с, по средней температуре t=80,51°С по таблице 11[3] принимаем n=0,364×10^-6 м²/с.

Re=2,0×0,014/(0,364×10^-6)=76923.

Коэффициент теплоотдачи a_в, ккал/(ч×м²×К), от стенки к воде при турбулентном движении воды внутри трубок:

a_в=, где       d_э – эквивалентный диаметр, м, в данном случае d_э=d_вн=0,014 м;

А₅ – температурный множитель, (м×К)^-1, по таблице 1-1[1] t=80,51°С принимаем А₅=2622 (м×К)^-1.

a_в=.

3.1.10 Расчетный коэффициент теплопередачи k, ккал/(м²×ч×К):

Расчетный коэффициент теплопередачи k, ккал/(м²×ч×К), (с учетом дополнительного теплового сопротивления d_З/l_З) определяем по формуле для плоской стенки, так как ее толщина меньше 2,5 мм:

k=, где       l - коэффициент теплопроводности, ккал/(м×ч×К), по таблице 7[3] принимаем l=90 ккал/(м×ч×К).

Дополнительное тепловое сопротивление d_З/l_З примем равным d_З/l_З=0,00015 м²×ч×К/ккал.

k=.

3.1.11 Уточненное значение температуры стенки трубок t_ст, °С:

t_ст=.

t_ст=.

Произведем уточнение коэффициентов k и a_п:

1.

t_ст=.

2.

t_ст=.

k=.

Поскольку уточненное значение температуры t_ст мало отличается от принятого для предварительного расчета, то перерасчета величины a_п не производим.

3.1.12 Расчетная поверхность нагрева F, м²:

Расчетная поверхность нагрева F, м², определяется по формуле:

F=Q/(k×Dt).

F=3,5×10⁶/(2068×67,4)=25,111 м².

3.1.13 Активная длина трубок L, м, в пучке:

Активная длина трубок L, м, в пучке определяется из соотношения:

F=m×p×d_р×L, где       d_р – расчетный диаметр трубок, м,

d_р=(d_вн+d_н)/2.

d_р=(0,014+0,016)/2=0,015 мм.

Откуда            l=F/(m×p×d_р),

L=25,111/(0,015×3,14×278)=1,917 м.

3.1.14 Коэффициент гидравлического трения l_т:

Коэффициент гидравлического трения l_т определяется по формуле:

l_т=.

l_т=.

3.1.15 Потеря давления в подогревателе Dр, мм вод. ст.:

Dр=, где       Sx - сумма коэффициентов местных сопротивлений,

Sx=x_вх+x_вых+x_п+z₂×(x_вх.тр+x_вых.тр)+2×x_пов,

x_вх – коэффициент местного сопротивления при входе потока в камеру, по таблице 1-4[1] принимаем x_вх=1,5;

x_вых – коэффициент местного сопротивления при выходе потока из камеры, по таблице 1-4[1] принимаем x_вых=1,5;

x_п – коэффициент местного сопротивления при повороте потока на 180°, по таблице 1-4[1] принимаем x_п=2,5;

x_вх.тр – коэффициент местного сопротивления при входе потока в трубки, по таблице 1-4[1] принимаем x_вх=1,0;

x_вых.тр – коэффициент местного сопротивления при выходе потока из трубок, по таблице 1-4[1] принимаем x_вых=1,0;