Расчет охладителя выпара (на примере стандартного двухходового охладителя выпара ОВА-2М)

4.2. Расчет охладителя выпара.

Охладитель выпара представляет собой кожухотрубчатый парожидкостный теплообменник. Трубный пучок выполнен из гладких трубок 25х2мм. Их стали Х18Н10Т.

Температуры теплоносителей:

Выпар:

t₁^/=100,76^oC

t₁^//=100^oC

Вода:

t₂^/=80^oC

Из уравнения теплового баланса находим температуру воды на выходе.

Q=G(h_в^//-h_в^/)=D_п(h_п-h_к)η;                                                                                                        (46)

h_в^//-энтальпия воды на выходе;

h_в^/-энтальпия воды на входе;

h_п- энтальпия выпара;

h_к- энтальпия конденсата выпара;

η-коэффициент удержания теплоты изоляцией (η=0,99);

G-расход воды;

D_п -расход пара.

Q= D_п(h_п-h_к)η;     

Q= 0,28(2679,5-419,1)0,99=626,6 Вт.

h_в^//=             

h_в^//=     по энтальпии воды на выходе определяем ее температуру

t₂^//=82,7^oC

примем количество трубок в теплообменнике n=52, количество ходов -2. 

Площадь сечения для прохода воды :

                                                                                                                    (47)          

                     

Объемный расход воды:

                                                                                                                                     (48)                                                         

Скорость воды:

                                                                                                                                    (49)    

                                                                                                                               (50)

по таблицам находим =0,365^.10⁶;

режим течения – турбулентный, коэффициент теплоотдачи находим по формуле:

                                                                                     (51)

Pr_ж=2,19;

Pr_ст определяем по температуре стенки трубы.

                                                                                              (52)

Pr_ст=1,94;

-коэффициент теплопроводности воды (=0,674);

Площадь сечения для прохода пара:

                                                                                                                             (53)

Где l- длина трубок (l=1000мм);

S-шаг разбивки (S=1,5d=37мм);

-коэффициент, учитывающий длину труб, участвующих в теплообмене (=0,98);

Скорость пара:

                                                                                                                            (54)

Где v-средний удельный объем пара при его средней температуре (v=1,67 м³/кг)

Эквивалентный диаметр:

                                                                                                                                (55)

Где p- смоченный периметр

                                                                                                                        (56)

Где - средняя вязкость выпара (=20,07^.10^-7)

Значение коэффициента теплоотдачи находим из выражения:

                                                                                                  (57)

Где Pr=2,19, =0,0237 Вт/м^оС;

Коэффициент теплопередачи:

                                                                                                                 (58)

Где -толщина стенки (=2мм),

-коэффициент теплопроводности стали (=57 Вт/м^оС);

Расчетная площадь поверхности теплообмна:

                                                                                                                          (59)

Где -среднелогарифмическая разность темперетур.

                                                                                                                   (60)

=t₂^/-t₁^/;                                                                                                                                          (61)

=100,37-80=20,37;

= t₂^/-t₂^//;      

= 100,37-100=0,37;            

          

                                                 

По значениям расхода выпара и воды и расчетной поверхности теплообмена выбираем стандартный двухходовой охладитель выпара ОВА-2М

Таблица 4. Основные характеристики охладителя выпара.

Обозначение/ типоразмер	Поверхность теплообмена, м2	Температура пара, °C	Температура воды в трубной системе, °C	Раб. Давление в корпусе, МПа	Раб. давление в трубн. системе, МПа
ОВА-2М	2,5	104	50 - 85	0,12 (1,2)	0,6 (6,0)

Продолжение таблицы.

Обозначение/ типоразмер	Количество трубок, шт.	Расход охлаждающей воды, м3/час	Мощность, кВт	Гидравлическое сопротивление в трубах, кПа	Расход конденсата, кг/с
ОВА-8М	52	16	400	7	0,18

Масса охладителя заполненного водой m= 324 кг.