ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 22.02.2019
Просмотров: 1197
Скачиваний: 1
Исходные данные
t'2
108
:=
°C
температура на входе
t''2
200
:=
°C
температура на выходе
G1
450
:=
кг
с
массовый расход дымовых газов
G2
175
:=
кг
с
массовый расход воды
P2
30 10
5
:=
Па
давление воды на входе
t'1
350
:=
°C
температура газов перед экономайзером
ωВ 0.80000000000000004
:=
м
с
скорость воды внутри труб
ωГ 8 14
..
:=
м
с
скорость в узком сечении трубного пучка
шахматное расположение
d1
d2
44
51
=
мм
S1 2. d29999999999999982
=
поперечный шаг
S2 2.2000000000000002 d2
=
продольный шаг
1.1 Расчет теплового потока
Находим теплоемкость
По таблицам теплофизических свойст воды и водяного пара А.А. Александрова
При давлении P2 3 10
6
=
Па
и температурном интервале от t'2 до t''2
t2
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
:=
°C
Cp2
4.224
4.239
4.257
4.278
4.302
4.329
4.361
4.397
4.438
4.486
:=
кДж
кг К
Cp t
( )
interp cspline t2 Cp2
,
(
)
t2
, Cp2
,
t
,
(
)
:=
Cpср_В
1
t''2 t'2
-
t'2
t''2
t
Cp t
( )
d
4.326
=
:=
кДж
кг К
По полученному значению теплоемкости, находим стреднюю
температуру воды
δ
4.275
4.261
-
4.283
4.261
-
0.636
=
:=
tср_В
0.889 140
130
-
(
)
130
+
138.89
=
:=
°C
Количество теплоты передаваемое в еденицу времени через
поверхность теплообмена от горячего теплоносителя к холодному
Тепловой поток в экономайзере определим, используя первое начало термодинамики на
течения теплоносителя в канале
dq
dh
wdw
+
gdx
+
dlтех
+
=
Приняв скорость движения постоянной,отсутствие технической работы в экономайзере,
малость значения потенциальной энергии потока по сравнению с изменением энтальпии воды
при прохождении экономайзера, перейдя от удельных величин домножением на
расход,используя определение энтальпии(для идеальной жидкости) - получим:
Q
G2 Cpср_В
10
3
t''2 t'2
-
(
)
175 4.3257940867083349
10
3
200
108
-
(
)
=
6.965
10
7
=
:=
Вт
1.2 Температура газа на выходе
(
)
(
)
1
1
1
1
2
2
2
2
'
''
''
'
p
p
Q G c
T
T
G c
T
T
=
-
=
-
Запишем уравнение теплового баланса
Зададимся теплоемкостью газа при температуре на входе в
экономайзер
t'1 350
=
°C
CpГ1
1.151
1.122
-
400
300
-
(
)
t'1 300
-
(
)
1.122
+
1.151
1.122
-
400
300
-
350
300
-
(
)
1.122
+
=
1.137
=
:=
кДж
кг К
Рассчитаем температуру охлаждаемого теплоносителя на выходе из
теплообменного аппарата, используя метод последовательных
приближений
.
Зададимся температурой охлаждаемого теплоносителя на выходе из теплообменного
аппарата
CpГ
1.097
:=
кДж
кг К
t''1
214.725
:=
°C
Используем данный температурный интервал от t'1 до t''1 , для нахождения средней
температуры газа
t1
214.725
250
300
350
:=
°C
Cp1
1.097
1.1093
1.122
1.1297
:=
кДж
кг К
Cp t
( )
interp cspline t1 Cp1
,
(
)
t1
, Cp1
,
t
,
(
)
:=
Cpср_Г
1
t''1 t'1
-
t'1
t''1
t
Cp t
( )
d
1.117
=
:=
кДж
кг К
t''1
t'1
Q
G1 Cpср_Г
10
3
-
350
69645284.796004191
450 1.1165315831804732
10
3
-
=
211.386
=
:=
t''1 211.386
=
°C
По полученному значению теплоемкости, находим стреднюю
температуру газа
δ
1.117
1.1097
-
1.122
1.1097
-
0.593
=
:=
tср_Г
0.593 300
200
-
(
)
200
+
259.3
=
:=
°C
1.3 Температурный напор
Среднелогарифмический температурный напор для противотока
ln
Б
М
прот
Б
М
t
t
t
t
t
-
=
Δtпрот
t'Г t''В
-
(
)
t''Г t'В
-
(
)
-
ln
t'Г t''В
-
t''Г t'В
-
=
Δtпрот
t'1 t''2
-
(
)
t''1 t'2
-
(
)
-
ln
t'1 t''2
-
t''1 t'2
-
:=
Рис. 1 Характер изменения
температуры теплоносителей при
противотоке
Δtпрот
350
200
-
211.38565009883845
108
-
(
)
-
ln
350
200
-
211.38565009883845
108
-
=
125.25
=
°C
(
)
,
T
f P R
=
Рассчитаем поправочный коэффициент
P
t''2 t'2
-
t'1 t'2
-
200
108
-
350
108
-
=
0.38
=
:=
R
t'1 t''1
-
t''2 t'2
-
350
211.38565009883845
-
200
108
-
=
1.507
=
:=
Т.к поправочный коэффициент есть функция от параметров P и R, определим его из
следующего графика:
Рис. 2 К нахождению поправки ε
Δt
f P R
,
(
)
=
Из графика
εΔT 0.9
:=
Тогда температурный напор:
Δt
Δtпрот εΔT
:=
Δt
350
200
-
211.38565009883845
108
-
(
)
-
ln
350
200
-
211.38565009883845
108
-
0.9
=
112.725
=
1.4 Cредние физические свойства воды и газа
Вычислим значение кинематической вязкости при средней температуре
воды/газа
tср_В 138.89
=
°C
tср_Г 259.3
=
°C
νВ
0.217
0.233
-
140
130
-
tср_В 130
-
(
)
0.233
+
10
6
-
2.188
10
7
-
=
:=
м
2
с
νГ
45.81
32.80
-
300
200
-
tср_Г 200
-
(
)
32.80
+
10
6
-
4.051
10
5
-
=
:=
м
2
с
Коэффициент теплопроводности
λВ
68.5
68.6
-
140
130
-
tср_В 130
-
(
)
68.6
+
10
2
-
68.5
68.6
-
140
130
-
138.89
130
-
(
)
68.6
+
10
2
-
=
0.685
=
:=
Вт
м К
Вт
м К
λГ
4.84
4.01
-
300
200
-
tср_Г 200
-
(
)
4.01
+
10
2
-
4.84
4.01
-
300
200
-
259.3
200
-
(
)
4.01
+
10
2
-
=
0.045
=
:=
Число Прандтля
PrВ
1.26
1.36
-
140
130
-
tср_В 130
-
(
)
1.36
+
1.26
1.36
-
140
130
-
138.89
130
-
(
)
1.36
+
=
1.271
=
:=
PrГ
0.65
0.67
-
300
200
-
tср_Г 200
-
(
)
0.67
+
0.65
0.67
-
300
200
-
259.3
200
-
(
)
0.67
+
=
0.658
=
:=
Плотность
кг
м
3
ρВ
926.1
934.8
-
140
130
-
tср_В 130
-
(
)
934.8
+
926.1
934.8
-
140
130
-
138.89
130
-
(
)
934.8
+
=
927.066
=
:=
кг
м
3
ρГ
0.617
0.748
-
300
200
-
tср_Г 200
-
(
)
0.748
+
0.617
0.748
-
300
200
-
259.3
200
-
(
)
0.748
+
=
0.67
=
:=