Расчет струйного деаэратора повышенного давления

Министерство образования Российской Федерации.

Архангельский  государственный  технический  университет.

Факультет   промышленной  энергетики. ПЭ III-2

Кафедра промышленной теплоэнергетики

Курсовой проект

по курсу «Тепломассообменое оборудование предприятий»

Расчет струйного деаэратора

повышенного давления

0.162.04.КП.00.005.ПЗ

Руководители проекта ,

Консультанты:

Нормконтроль:

Постановление комиссии от  _______________      признать, что

студент Савицкий Александр выполнил и защитил курсовой проект с оценкой__________

Председатель комиссии:

Члены комиссии:

Архангельск

2004

,595+0,04• 0,258959+0,3• 0,258959²=0,625476;

Коэффициент кинематической вязкости воздуха : 

= ,  м/с;                            

Число Рейнольда, отнесённое к диаметру измерительного трубопровода :

;

Действительный расход воздуха :

 ,                                                 

где k-поправочный множитель на число Рейнольда, определяемый по номограмме ;

Плотность воздуха во входных каналах циклонной камеры :

     кг/м;

Среднерасходная скорость воздуха в шлицах определяется по формуле  :

    м/с;

Безразмерное избыточное давление газа на боковой поверхности циклонной камеры:

;

Безразмерное (отнесённое к динамическому давлению на входе) статическое давление во входных каналах :

;

Суммарный коэффициент сопротивления по входу :

,

Коэффициент динамической вязкости воздуха при входных условиях :

   м/с;

Входное число Рейнольдса :

;

4.2.  Расчёт распределений скоростей и давлений в объёме циклонной камеры

(по данным замеров пневмометрическим цилиндрическим зондом)

Избыточное статистическое давление потока в точке замера :

 мм вод.ст.;

Плотность воздуха в произвольной точке потока r:

r= кг/м³;

Полная скорость потока в точке замера V:

м/с;

Безразмерная осевая составляющая полной скорости:

;

Безразмерная вращательная составляющая полной скорости потока:

Безразмерное избыточное статическое давление с точке замера :

;

Безразмерное избыточное полное давление в точке замера :

;

Размерная величина максимальной вращательной скорости ω_φm :

м/с.

4.3. Обсчёт опытных данных по конвективному теплообмену

Количество конденсата Q:

Вт;

Температура насыщения t_н:

Теплота парообразования r_n:

Дж/кг;

Лучистый тепловой поток между калориметром и боковой поверхностью циклонной камеры Q_л:

Приведённая степень черноты системы ε_пр:

Площадь поверхности теплообмена калориметра F_ц:

  м²;

Площадь боковой поверхности циклонной камерыF_ст:

м²;

Конвективный тепловой поток Q_к:

Q_к=Q- Q_л=368,129007-7,178488=368,072058 Вт;

Приращение температуру воздуха, охлаждающего калориметр Δt:

 ^oC;

Средняя температура циклонного потока :

 ^oC;

Коэффициент теплоотдачи конвекцией от калориметра к закрученному воздуху α_к:

Вт/м^2oС;

Число Нуссельта Nu:

;

Коэффициент теплопроводности воздуха при средней температуре потока  λ:

Вт/м^оС;

Плотность воздуха на радиусе r_φm:

кг/м³

Коэффициент кинематической вязкости воздуха на радиусе r_φm:

м²/с;

Число Рейнольдса Re:

Результаты расчетов для остальных опытов приводим в таблице:

m (мм*мм)	0,258958632	0,258958632	0,258958632	0,258958632	0,258958632
p (кг/м^3)	1,276295768	1,275141201	1,263823218	1,266508348	1,268703488
E	0,998845779	0,999057466	0,999408446	0,999605805	0,999711324
alfa u	0,625476217	0,625476217	0,625476217	0,625476217	0,625476217
k	1,4	1,4	1,4	1,4	1,4
qт (м^3/с)	0,058499226	0,052468886	0,040809414	0,032819729	0,027776841
v, м^2/с	1,39607E-05	1,39579E-05	1,40243E-05	1,39712E-05	1,39393E-05
Re	36441,67857	32691,75473	25306,61285	20429,42689	17329,9904
q, м^3/с	0,058932653	0,052902225	0,041244816	0,033253482	0,028209602
k1	1,007409099	1,008258963	1,010669148	1,01321623	1,015579928
p вx, кг/м^3	1,291145697	1,287970298	1,274339592	1,278467307	1,276294715
Vвx, м/с	16,18190206	14,54868919	11,36234639	9,150673565	7,789393149
P с.д.	394	368	212	151	151
суммарный коэф. сопротивления	22,11629234	24,38193521	23,41234476	25,00082744	24,04803179
коэф. кинематич. вязкости воздуха	1,36435E-05	1,36656E-05	1,37925E-05	1,37171E-05	1,37288E-05
Re вx	367676,1998	330031,5028	255380,5843	206801,427	175886,3213
P (мм вод.ст.)	157,1669374	136,7705118	80,18359058	56,38911454	40,79285134
плотность воздуха	1,266203453	1,265247422	1,261301071	1,269418797	1,270199302
полная скорость	50,60305878	47,80759462	35,718862	28,99888155	23,49290446
осевая составл. скорости	0,136334785	0,143262493	0,137053164	0,165770911	0,210279889
вращат. составл. полн. скорости	3,124165781	3,282916961	3,140627718	3,164704725	3,00867275
изб. ст. давление в точке замера	9,117535709	9,839874599	9,55905466	10,33118632	10,33181247
изб. полн. давл. в точке замера	18,56377349	20,28832532	19,19355057	20,15336655	19,24890567
макс. вращат .скорость	50,55494469	47,76213849	35,68490001	28,95917987	23,43573491
температура насыщения	101,1127794	101,1161294	101,1295294	101,2802794	101,3070794
теплота парообразования	2253697,751	2253688,773	2253652,861	2253248,851	2253177,027
тепловой поток	368,1290071	341,1834393	280,1415709	227,3903632	214,3135503
приведенная степень черноты	0,189768255	0,22651357	0,22651357	0,22651357	0,22651357
лучистый тепловой поток	7,174833912	8,582290141	8,613522065	8,680811414	8,701889406
конвект. т. поток	360,9541732	332,6011491	271,5280489	218,7095518	205,6116609
приращение темп. воздуха	4,869974155	5,032568172	5,3475616	5,372306765	5,958356347
ср. темп. циклонного потока	12,63498708	12,41628409	12,0737808	11,28615338	11,27917817
коэфф. теплоотдачи	82,02249283	75,39040173	61,3010502	48,86172123	45,91829883
коэфф. теплопроводности	0,025323434	0,025305719	0,025277976	0,025214178	0,025213613
D^m	0,948137247	0,948137247	0,948137247	0,948137247	0,948137247
lam ср.	0,024302051	0,02430205	0,024302048	0,024302042	0,024302042
Nu	145,754805	134,0632952	109,1284853	87,20400952	81,95269007
Re	161031,6714	152068,7796	113305,6545	92739,11651	75020,27525
pm	1,255414961	1,254098621	1,249477223	1,257430681	1,256894936
vm	1,41275E-05	1,41337E-05	1,41725E-05	1,40519E-05	1,40576E-05
LgRe	5,206911301	5,182040061	5,054251584	4,967262954	4,875178653
LgNu	2,163622881	2,12730989	2,037938127	1,940536454	1,913563214

После обработки опытных данных по теплоотдаче для всех режимов по числу Рейнольдса устанавливается функционалная связь между числами Nu и в виде зависимости:

Применим метод наименьших квадратов для окончательной обработки результатов экспериментов:

Применительно к рассматриваемой задаче, расчетные соотношения для коэффициентов   n , A  имеют вид:

;

, где  ;               

.

Результаты промежуточных расчетов заносим  в таблицу:

номер опыта			1	2	3	4	5	Σ
lgKo			2,186752	2,150439	2,061067	1,963665	1,936692	10,29861
(lgKo)2			4,781883	4,624387	4,247997	3,855981	3,750776	21,26102
lgReφm			5,206911	5,18204	5,054252	4,967263	4,875179	25,28564
(lgReφm)2			27,11193	26,85354	25,54546	24,6737	23,76737	127,952
lgKo*lgReφm			11,38622	11,14366	10,41715	9,754042	9,44172	52,14279
lgKo-lgKo			0,127029	0,090716	0,001344	-0,09606	-0,12303	6,66E-16
lgReφm-lgReφm			0,149782	0,124911	-0,00288	-0,08987	-0,18195	-8,9E-16
(lgKo-lgKo)*(lgReφm-lgReφm)			0,019027	0,011331	-3,9E-06	0,008632	0,022386	0,061372
(lgKo-lgKo)2			0,016136	0,008229	1,81E-06	0,009227	0,015137	0,048731
(lgReφm-lgReφm)2			0,022435	0,015603	8,28E-06	0,008076	0,033106	0,079228
D^m	0,948137
lgKo	2,059723
lgReφm	5,057129
n	0,774629
A	0,013878
σy*σy	0,009746

В результате расчетов получим уравнение, описывающее данный процесс:

5. Расчет статистических показателей

Общая дисперсия точек относительно среднеарифметического значения lgKo для опытов определяется по уравнению:

Дисперсия точек относительно линии регрессии  находится следующим образом

           

Границы доверительного интервала по Ko оцениваются уравнением

, где коэффициент Стюдента

        

Относительная величина отклонения опытных точек от расчетной зависимости

Характеристикой тесноты и достоверности связи между величинами Ko и  является коэффициент корреляции

Оценка достоверности прямолинейной связи производится исходя из необходимости выполнения условия:

, где  среднеквадратичная пгрешность коэффициента корреляции