Тепловой расчет отопительного пароводяного подогревателя горизонтального типа

                        1 Конструкции аппаратов

1.1 Конструкция секционного водоводяного подогревателя

Конструкция секционного водоводяного подогревателя изображена на рисунке 1.1. На ней отсутствуют вспомогательные элементы: контрольно-измерительные приборы, краны для выпуска воздуха из трубного и межтрубного пространства, опоры аппарата.

Теплообменные трубки, соединенные с трубными решетками, образуют трубный пучок. Трубные решетки предназначаются для разделения аппарата на трубное и межтрубное пространство. Межтрубное пространство образуется обечайкой с заключенным в ней трубным пучком.

Принцип действия теплообменника состоит в следующем: сетевая вода через входной патрубок 2 поступает в межтрубное пространство аппарата и обтекает теплообменные трубки 8 снаружи, передавая теплоту нагреваемой воде, после чего через патрубки 6 и 6¢ поступает в следующую секцию аппарата. Патрубки 6 и 6¢ соединяются посредством фланцев 7 и 7¢, соединенных с помощью болтов. Нагреваемая вода через патрубок 5 вводится в жидкостную камеру 10, а из нее поступает внутрь трубок пучка, движется по ним в жидкостную камеру 10¢, и из нее через колено 9 поступает в следующую секцию теплообменника. Крышки 11 и 11¢ соединяются с трубными решетками 3 и 3¢ посредством фланцев 4 и 4¢ с помощью болтов 12. Прокладки между уплотняемыми поверхностями не показаны. В рассматриваемой конструкции трубки 8 жестко, посредством развальцовки, соединены с трубными решетками. А трубные решетки привариваются к обечайке 1.

Рисунок 1.1 Схема секционного водоводяного подогревателя

1.2 Конструкция отопительного пароводяного подогревателя горизонтального типа

Конструкция отопительного пароводяного подогревателя горизонтального типа изображена на рисунке 1.2. На ней отсутствуют вспомогательные элементы: контрольно-измерительные приборы, конденсатоотводчик, краны для выпуска воздуха из трубного и межтрубного пространства.

Теплообменные трубки, соединенные с трубными решетками, образуют трубный пучок. Трубные решетки предназначаются для разделения аппарата на трубное и межтрубное пространство. Межтрубное пространство образуется обечайкой с заключенным в ней трубным пучком. Трубное пространство – это внутреннее поперечное сечение трубок одного хода.

Принцип действия теплообменника состоит в следующем: греющий пар через входной патрубок 4 поступает в межтрубное пространство аппарата и с помощью сегментных перегородок 12 поперечным, зигзагообразным потоком обтекает теплообменные трубки 13 снаружи, конденсируется на них, передавая теплоту конденсации нагреваемой воде. Конденсат по трубкам стекает вниз и через выходной патрубок 14 выводится из аппарата. Поперечное обтекание паром трубок интенсифицирует теплоотдачу по стороне конденсирующегося пара. Пароотбойный щит 3 предназначен для защиты трубок пучка от ударной эрозии, вызываемой паром. Нагреваемая вода через патрубок 7 вводится в верхнюю жидкостную камеру, а из нее поступает внутрь левой половины трубок пучка, движется по ним в нижнюю жидкостную камеру (первый ход воды), в ней поворачивается на 180° и по правой половине трубок пучка (второй ход воды) поднимается в верхнюю жидкостную камеру и из нее через патрубок 9 поступает к потребителю. Патрубок 16 в нижней жидкостной крышке 15 предназначен для слива воды из трубного пространства в периоды ремонта и ревизии аппарата. Опоры 2 предназначены для установки аппарата в рабочее положение. Крышки соединяются с обечайкой и трубными решетками 5 и 5¢ посредством фланцев 10,10¢,11,11¢ с помощью болтов 17. Прокладки между уплотняемыми поверхностями не показаны. Трубное пространство разделено на две половины посредством радиальной перегородки 8, вваренной в верхнюю жидкостную крышку 6. Благодаря этому организовано двухходовое движение нагреваемой воды. Следовательно, аппарат по трубному пространству является двухходовым. В рассматриваемой конструкции трубки 13 жестко, посредством развальцовки, соединены с трубными решетками. А трубные решетки посредством болтов 17 неподвижно соединены с обечайкой 1.

Рисунок 1.2 Схема пароводяного отопительного подогревателя горизонтального типа

                        2 Тепловой расчет

2.1 Тепловой расчет отопительного пароводяного подогревателя горизонтального типа

Недостающие параметры находятся из уравнений теплового баланса. Так как только один из двух теплоносителей изменяет свое агрегатное состояние, то используем уравнение:

Q=G₁×(h₁¢-h₁¢¢)×h=G₂×c₂×(t₂¢¢-t₂¢), где       G₁ - массовый расход греющего пара, кг/с;

G₂ - массовый расход нагреваемой воды, кг/с;

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;

h₁¢ - энтальпия греющего насыщенного пара, кДж/кг, по таблице II[2] с учетом давления греющего пара Р₁=0,45 МПа примем h₁¢=2743,4 кДж/кг;