Тепловой расчет отопительного пароводяного подогревателя горизонтального типа, страница 4

x_пов – коэффициент местного сопротивления при повороте потока на 90°, по таблице 1-4[1] принимаем x_пов=1,5;

Х_ст – коэффициент загрязнения труб, по таблице 1-3[3] примем для загрязненных латунных труб Х_ст=1,3.

Sx=1,5+1,5+2,5+2×(1,0+1,0)+2×1,5=12,5.

Dр=мм вод. ст.

3.1.16 Проверка конструктивности теплообменного аппарата

Для многоходовых аппаратов необходимо выполнение условия конструктивности

1,5…2 £ L/D_тр £ 4…6.

В нашем случае:

L/D_тр=1,917/0,53=3,62.

Таким образом условие конструктивности для проектируемого аппарата выполняется.

3.2 Конструктивный расчет секционного водоводяного подогревателя

3.2.1 Площадь поперечного сечения трубок одного хода жидкости f₁, м²:

Площадь поперечного сечения трубок f₁, м², определяем из уравнения сплошности:

G₁=f₁×W₁×r₁.

Плотность сетевой воды определяем в расчете на среднюю температуру t_cр:

t_cр=0,5×(t₁¢¢+t₁¢).

t_cр=0,5×(140+80)=110°С.

r₁=(u₁¢)^-1,

По таблице I[2], в расчете на среднюю температуру t_cр=110°С, примем u₁¢=0,0010519 м³/кг.

r₁=(0,0010519)^-1=950,7 м³/кг.

Откуда            f₁=G₁/(W₁×r₁),

Скорость сетевой воды внутри теплообменных трубок из расчета W=1¸3 м/с, назначим равной W₁=2,0 м/с.

f₁=14,22/(2,0×950,7)=0,0075 м².

3.2.2 Площадь поперечного сечения межтрубного пространства f₂, м²:

Площадь поперечного сечения межтрубного пространства f₂, м², определяем из уравнения сплошности:

G₂=f₂×W₂×r₂.

Плотность нагреваемой воды определяем в расчете на среднюю температуру t_cр:

t_cр=0,5×(t₂¢¢+t₂¢).

t_cр=0,5×(90+70)=80°С.

r₂=(u₂¢)^-1,

По таблице I[2], в расчете на среднюю температуру t_cр=82,5°С, примем u₂¢=0,001029 м³/кг.

r₂=(0,001029)^-1=971,8 м³/кг.

Откуда            f₂=G₂/(W₂×r₂),

Скорость сетевой воды внутри теплообменных трубок из расчета W=1¸3 м/с, назначим равной W₂=2,5 м/с.

f₂=41,80/(2,5×971,8)=0,0172 м².

3.2.3 Выбор подогревателя

В качестве исходного для расчетов подогревателя выбираем по МВН-2050-62 (по таблицам 1-24а,б [1]) выбираем подогреватель с наружным диаметром корпуса D_н=219 мм и внутренний – D_вн=205 мм, число стальных трубок (размером Æ16´1,4) n=69 штук, площадь проходного сечения трубок f₁=0,00935 м², площадь проходного сечения межтрубного пространства f₂=0,0198 м².

Скорость воды в межтрубном пространстве:

W₂=G₂/(f₂×r₂)=41,80/(0,0198×971,8)=2,17 м/с.

Скорость воды в трубках:

W₁=G₁/(f₁×r₁)=14,22/(0,00935×950,7)=1,60 м/с.

3.2.3 Эквивалентный диаметр d_э, м, для межтрубного пространства:

Эквивалентный диаметр d_э, м, для межтрубного пространства определяется:

d_э=4×f₂/(d_н×n+D_вн).

d_э=4×0,0198/(0,016×69+0,205)=0,0605 м.

3.2.4 Средние температуры t, °С, и t₁, °С:

Средняя температура воды в трубках t, °С:

t=0,5×(t₁¢¢+t₁¢).

Средняя температура воды в между трубками t₁, °С:

t₁=0,5×(t₂¢¢+t₂¢).

t₁=0,5×(140+80)=110°С.

t=0,5×(90+70)=80°С.

3.2.5 Коэффициенты теплоотдачи a₁ и a₂, ккал/(ч×м²×К):

Критерии Рейнольдса для трубного Re₁ и межтрубного Re₂ пространств:

Re₁=W₁×d_вн/n₁,

Re₂=W₂×d_э/n₂, где       n₁ - коэффициент кинематической вязкости для трубного пространства, м²/с, по средней температуре t₁=110°С по таблице 11[3] принимаем n=0,271×10^-6 м²/с.

n₂ - коэффициент кинематической вязкости для межтрубного пространства, м²/с, по средней температуре t=80°С по таблице 11[3] принимаем n=0,364×10^-6 м²/с.

Re₁=1,60×0,0132/(0,271×10^-6)=77920.

Re₂=2,17×0,0605/(0,364×10^-6)=360673.

Коэффициенты теплоотдачи a₁ и a₂, ккал/(ч×м²×К), при турбулентном движении воды внутри трубок и по межтрубному пространству:

a₁=,

a₂=, где       А₅₁ – температурный множитель, (м×К)^-1, по таблице 1-1[1] t₁=110°С принимаем А₅₂=2957 (м×К)^-1;

А₅₂ – температурный множитель, (м×К)^-1, по таблице 1-1[1] t=80°С принимаем А₅₂=2616 (м×К)^-1.

a₁=.

a₂=.

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

Расчетный коэффициент теплопередачи k, ккал/(м²×ч×К), 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 для стали l=39 ккал/(м×ч×К);

b - понижающий коэффициент, принимаем для теплоотдачи при низких температурах воды b=0,65.

k=.

3.2.7 Температурный напор Dt, °С: