ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.01.2024
Просмотров: 139
Скачиваний: 4
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
/ (0,9 - 0,012
)
; - номинальная паровая нагрузка конденсатора.
Формула Л.Д. Бермана (3), как и формула (2), построена на основании данных стационарной практики (ТЭЦ), для которой характерны низкие паровые нагрузки.
Для оценки коэффициента теплопередачи В.Л. Семека предложил формулу /2/, Вт/(м2
°С )
k =
, (4)
где
- удельная паровая нагрузка, кг/( м2 час); а – коэффициент, учитывающий влияние загрязнения поверхности, который можно принять равным 0,85; 
- поправочный множитель на диаметр трубок конденсатора (при dн = 16 мм = 0,947, при dн = 19 мм = 1,0, при dн = 22 мм = 0,973); 
- поправочный множитель на температуру охлаждающей воды при входе в конденсатор (при 
= 885, при 
= 960, при 
= 1000).
Коэффициент теплопередачи в главных конденсаторах, снабженных мельхиоровыми трубками размером 16/14 мм, может быть также подсчитан по формуле, составленной В.А. Агафоновым на основе анализа стендовых испытаний в широком диапазоне паровых нагрузок двух опытных конденсаторов с натурным пучком трубок /2/, Вт/(м
2 °С )
k =
, (5)
где
- коэффициент использования охлаждаемой поверхности; 
- коэффициент нагрузки конденсатора (при нагрузке 
< 250 кг/м2 ч 
, при 
250 кг/м2 ч 
); 
- нагрев охлаждающей воды в конденсаторе.
При пользовании формулой (5)влияние диаметров трубок следует учитывать умножением на поправочный коэффициент
, значения которого равны (диаметры трубок указаны в миллиметрах):
при
и 
= 1.01; при 
и 
= 0,91; при 
= 1,00; при 
= 0,99; при 
= 0,90.
3.2 Средняя разность температур, температура охлаждающей воды
В формулу (I) для определения охлаждающей поверхности входит величина
, представляющая собой среднюю разность температур пара и охлаждающей воды в конденсаторе.
Если принять температуру пара
неизменной во всем паровом пространстве конденсатора и принять изменение температуры охлаждающей воды вдоль трубки по линейному закону, то получим среднеарифметическую разность температур
=
. (6)
В действительности изменение температур охлаждающей воды вдоль трубки имеет нелинейный характер. Поэтому для определения средней разности температур, которую обычно называют средней логарифмической разностью, используют формулу
=
. (7)
При выводе формул (6) и (7)предполагалось, что состояние пара во всех точках парового пространства остается одинаковым, т.е. его температура и давление не меняются. В реальных условиях давление, а также и температура пара несколько меняются, особенно это заметно в районе воздухоохладителя. В связи с этим в некоторых проектных организациях стали применять формулу средней логарифмической разности температур для противотока, имеющую вид
=
, (8)
где
- температура охлаждающей воды на входе в конденсатор; 
- температура охлаждающей воды на выходе из конденсатора; 
- температура пара, поступающего в конденсатор;
- температура пара при выходе из воздухоохладителя.
Пользоваться выражением (8)следует осторожно, так как оно не отражает сущности физических явлений при конденсации пара.
Температура охлаждающей воды является одним из основных параметров, определяющих работу конденсатора. При проектировании конденсаторов стационарных турбин температура охлаждающей воды на входе обычно принимается от 10 до 15 °С (таблица в приложении).
В судовых конденсаторах температура охлаждающей (забортной) воды зависит, прежде всего, от района плавания (таблица 1).
Таблица 1 - Среднегодовая температура воды на поверхности мирового океана, °С
Расчетное значение температуры охлаждающей воды назначается в зависимости от предполагаемого бассейна плавания судна. Наиболее рационально принимать в качестве расчетной температуру забортной воды, близкую к среднегодовой для данного бассейна. Однако трудно выбирать проектную температуру для судов, плавающих в удаленных от экватора широтах, в которых наблюдаются большие годовые колебания температуры. Следует иметь в виду, что среднегодовая температура является средней величиной за все месяцы года, в том числе и зимние, в которые непогода и ледяные условия в некоторых бассейнах высоких широт затрудняют или делают недоступным свободное плавание судов. Исключая эти месяцы из подсчета среднегодовой температуры воды рассматриваемого бассейна, получим среднюю температуру, отнесенную ко времени свободного плавания судов. Эта температура выше среднегодовой и может быть принята в качестве расчетной. В том случае, когда район плавания заранее известен и строго ограничен, можно в качестве расчетных пользоваться в первом приближении значениями температуры охлаждающей воды, помещенными в таблице 2. Для крупных транспортных судов неограниченного района плавания, имеющих возможность плавания в любом бассейне, часто принимают расчетную температуру забортной воды в пределах 21…25 °С.
Таблица 2 - Расчетные значения температуры охлаждающей воды
Представленные выше соображения о выборе расчетных значений температур охлаждающей воды относятся к надводным судам. Для подводных судов расчетная температура охлаждающей воды может быть рекомендована в пределах 10…15 °С.
Скорость охлаждающей воды в трубках конденсатора влияет на значение коэффициента теплопередачи. С увеличением скорости охлаждающей воды в трубках растет коэффициент теплопередачи, что дает возможность уменьшить охлаждающую поверхность, и следовательно, снизить вес и габариты конденсатора. Однако увеличение скорости воды в трубках приводит к возрастанию гидравлических потерь, что влечет за собой повышение производительности и напора циркуляционного насоса и соответствующее возрастание расхода пара или электроэнергии.
Повышение скорости воды в трубках может быть признано целесообразным тогда, когда эффект от снижения веса и габаритов конденсатора и от уменьшения расходования цветных металлов перекроет потери, вызванные увеличением мощности, а также веса и габаритов циркуляционного насоса. Средние скорости воды в трубках конденсаторов находятся обычно в пределах 1,5…2,2м/с, для высоконапряженных конденсаторов 2,2…3,5 м/с.
Трубки из оловянистой латуни работают удовлетворительно в морских условия со скоростями охлаждающей воды до 1,5 м/с. Более высокие скорости воды могут быть допущены в мельхиоровых трубках и трубках из алюминиевой латуни.
Наибольшие средние значения скорости охлаждающей воды в трубках из медноникелевых сплавов доходят до 3,0…3,5 м/с. Эти значения следует рассматривать как предельные. Дальнейшее повышение скорости вода в трубках может быть осуществлено лишь с применением новых сплавов, например титановых.
Более подробные рекомендации по выбору материала конденсационных трубок и допустимой скорости охлаждающей воды приведены в /1, табл. 3.11/.
) ; - номинальная паровая нагрузка конденсатора.Формула Л.Д. Бермана (3), как и формула (2), построена на основании данных стационарной практики (ТЭЦ), для которой характерны низкие паровые нагрузки.
Для оценки коэффициента теплопередачи В.Л. Семека предложил формулу /2/, Вт/(м2
°С )k =
, (4)где
- удельная паровая нагрузка, кг/( м2 час); а – коэффициент, учитывающий влияние загрязнения поверхности, который можно принять равным 0,85; - поправочный множитель на диаметр трубок конденсатора (при dн = 16 мм = 0,947, при dн = 19 мм = 1,0, при dн = 22 мм = 0,973); - поправочный множитель на температуру охлаждающей воды при входе в конденсатор (при = 885, при = 960, при = 1000). Коэффициент теплопередачи в главных конденсаторах, снабженных мельхиоровыми трубками размером 16/14 мм, может быть также подсчитан по формуле, составленной В.А. Агафоновым на основе анализа стендовых испытаний в широком диапазоне паровых нагрузок двух опытных конденсаторов с натурным пучком трубок /2/, Вт/(м
2
°С )k =
, (5)где
- коэффициент использования охлаждаемой поверхности; - коэффициент нагрузки конденсатора (при нагрузке < 250 кг/м2 ч , при 250 кг/м2 ч ); - нагрев охлаждающей воды в конденсаторе.При пользовании формулой (5)влияние диаметров трубок следует учитывать умножением на поправочный коэффициент
, значения которого равны (диаметры трубок указаны в миллиметрах):при
и = 1.01; при и = 0,91; при = 1,00; при = 0,99; при
= 0,90. 3.2 Средняя разность температур, температура охлаждающей воды
В формулу (I) для определения охлаждающей поверхности входит величина
, представляющая собой среднюю разность температур пара и охлаждающей воды в конденсаторе.Если принять температуру пара
неизменной во всем паровом пространстве конденсатора и принять изменение температуры охлаждающей воды вдоль трубки по линейному закону, то получим среднеарифметическую разность температур = . (6) В действительности изменение температур охлаждающей воды вдоль трубки имеет нелинейный характер. Поэтому для определения средней разности температур, которую обычно называют средней логарифмической разностью, используют формулу
= . (7)При выводе формул (6) и (7)предполагалось, что состояние пара во всех точках парового пространства остается одинаковым, т.е. его температура и давление не меняются. В реальных условиях давление, а также и температура пара несколько меняются, особенно это заметно в районе воздухоохладителя. В связи с этим в некоторых проектных организациях стали применять формулу средней логарифмической разности температур для противотока, имеющую вид
= , (8)где
- температура охлаждающей воды на входе в конденсатор; - температура охлаждающей воды на выходе из конденсатора; - температура пара, поступающего в конденсатор;
- температура пара при выходе из воздухоохладителя.Пользоваться выражением (8)следует осторожно, так как оно не отражает сущности физических явлений при конденсации пара.
Температура охлаждающей воды является одним из основных параметров, определяющих работу конденсатора. При проектировании конденсаторов стационарных турбин температура охлаждающей воды на входе обычно принимается от 10 до 15 °С (таблица в приложении).
В судовых конденсаторах температура охлаждающей (забортной) воды зависит, прежде всего, от района плавания (таблица 1).
Таблица 1 - Среднегодовая температура воды на поверхности мирового океана, °С
| Полушарие | | Пояс, градусы | | ||||||
| | 0…10 | 10…20 | 20…30 | 30…40 | 40…50 | 50…60 | 60…70 | ||
| Северное | 27,3 | 26,5 | 23,9 | 18,9 | 11,0 | 6,1 | 3,0 | ||
| Южное | 26,4 | 25,1 | 21,7 | 17,0 | 9,8 | 3,0 | 1,4 | ||
Расчетное значение температуры охлаждающей воды назначается в зависимости от предполагаемого бассейна плавания судна. Наиболее рационально принимать в качестве расчетной температуру забортной воды, близкую к среднегодовой для данного бассейна. Однако трудно выбирать проектную температуру для судов, плавающих в удаленных от экватора широтах, в которых наблюдаются большие годовые колебания температуры. Следует иметь в виду, что среднегодовая температура является средней величиной за все месяцы года, в том числе и зимние, в которые непогода и ледяные условия в некоторых бассейнах высоких широт затрудняют или делают недоступным свободное плавание судов. Исключая эти месяцы из подсчета среднегодовой температуры воды рассматриваемого бассейна, получим среднюю температуру, отнесенную ко времени свободного плавания судов. Эта температура выше среднегодовой и может быть принята в качестве расчетной. В том случае, когда район плавания заранее известен и строго ограничен, можно в качестве расчетных пользоваться в первом приближении значениями температуры охлаждающей воды, помещенными в таблице 2. Для крупных транспортных судов неограниченного района плавания, имеющих возможность плавания в любом бассейне, часто принимают расчетную температуру забортной воды в пределах 21…25 °С.
Таблица 2 - Расчетные значения температуры охлаждающей воды
| Расчетные значения температуры охлаждающей воды, °С. | 25 | 20 | 15…10 | 5 |
| Пояс северного полушария, градусы | 0…20 | 20…40 | 40…60 | 60…70 |
| Пояс южного полушария, градусы | 0…15 | 15…30 | 30…50 | 50…60 |
Представленные выше соображения о выборе расчетных значений температур охлаждающей воды относятся к надводным судам. Для подводных судов расчетная температура охлаждающей воды может быть рекомендована в пределах 10…15 °С.
Скорость охлаждающей воды в трубках конденсатора влияет на значение коэффициента теплопередачи. С увеличением скорости охлаждающей воды в трубках растет коэффициент теплопередачи, что дает возможность уменьшить охлаждающую поверхность, и следовательно, снизить вес и габариты конденсатора. Однако увеличение скорости воды в трубках приводит к возрастанию гидравлических потерь, что влечет за собой повышение производительности и напора циркуляционного насоса и соответствующее возрастание расхода пара или электроэнергии.
Повышение скорости воды в трубках может быть признано целесообразным тогда, когда эффект от снижения веса и габаритов конденсатора и от уменьшения расходования цветных металлов перекроет потери, вызванные увеличением мощности, а также веса и габаритов циркуляционного насоса. Средние скорости воды в трубках конденсаторов находятся обычно в пределах 1,5…2,2м/с, для высоконапряженных конденсаторов 2,2…3,5 м/с.
Трубки из оловянистой латуни работают удовлетворительно в морских условия со скоростями охлаждающей воды до 1,5 м/с. Более высокие скорости воды могут быть допущены в мельхиоровых трубках и трубках из алюминиевой латуни.
Наибольшие средние значения скорости охлаждающей воды в трубках из медноникелевых сплавов доходят до 3,0…3,5 м/с. Эти значения следует рассматривать как предельные. Дальнейшее повышение скорости вода в трубках может быть осуществлено лишь с применением новых сплавов, например титановых.
Более подробные рекомендации по выбору материала конденсационных трубок и допустимой скорости охлаждающей воды приведены в /1, табл. 3.11/.