ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 22.02.2019
Просмотров: 1200
Скачиваний: 1
Определим динамический коэффициент вязкости
μГ
ρГ νГ
0.67031699999999994 4.0514929999999996E-05
=
2.716
10
5
-
=
=
Па с
μВ ρВ νВ
927.0657 2.1877600000000003E-07
=
2.028
10
4
-
=
=
Па с
Тогда поправка,учитывающая зависимость физических свойств
теплоносителя от температуры
εt
μГ
μВ
0.11
-
2.7157846332809994E-05
0.00020281972558320002
0.11
-
=
1.248
=
:=
1.5 Определение коэффициента теплоотдачи воды
Рассчитаем число Рейнольдса
м
с
ωВ 0.8
=
d1
44
:=
ReВ
ωВ d1
10
3
-
νВ
0.80000000000000004 44
10
3
-
2.1877600000000003E-07
=
1.609
10
5
=
:=
>4000 Следовательно, режим течения
воды в экономайзере- турбулентный
Найдем коэффициент трения
ξтр
0.79 ln
ReВ
8
2
-
0.79 ln
160895.16217501005
8
2
-
=
0.016
=
:=
Определим безразмерный коэффициент теплоотдачи, т.е. число Нуссельта (при
стабилизированном течении и теплообмене), используя формулу Петухова.
При определении числа Нуссельта положим, что змеевиковая труба,по которой
течет вода - длинная, т.е
l
d
50
, в этом случае не будем учитывать влияние на
теплообмен начального термического участка трубы.
NuВ
ξтр
8
ReВ
PrВ
1
1
900
ReВ
+
12.7
ξтр
8
PrВ
2
3
1
-
+
=
NuВ
0.016
8
160895.16217501005
1.271
1
1
900
160895.16217501005
+
12.7
0.016
8
1.271
2
3
1
-
+
=
370.449
=
εt 1.248
=
λВ 0.685
=
Значение безразмерного коэффициента теплоотдачи с учетом
зависимости физических свойств теплоносителя от температуры:
NuB
NuВ εt
462.149
=
:=
Тогда средний коэффицент теплоотдачи в экономайзере составит:
Вт
м
2
K
αВ
NuB λВ
d1 10
3
-
462.14879386207878 0.685111
44 10
3
-
=
7195.982
=
=
1.6 Определение коэффициента теплоотдачи газа
Определим число Рейнольдса для данной рабочей среды (газа) при
прохождении пучка труб, расположенного в шахматном порядке , с углом
атаки,равном
90°
Зададимся 10-ю значениями скорости газов в заданном интервале
d2
51
:=
м
с
ωГ
8
8.667
9.334
10.001
10.668
11.335
12.002
12.669
13.336
14
:=
ReГ
ωГ d2
10
3
-
νГ
:=
ReГ
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10070.362
10909.978
11749.595
12589.211
13428.827
14268.444
15108.06
15947.677
16787.293
17623.133
=
Найдем среднюю температуру стенки
tс2
tср_В 5
+
138.89
5
+
=
143.89
=
:=
°C
Вычислим число Прандтля при этой температуре
Для интерполяции используем данные из Задачника по тепломассообмену Ф.Ф. Цветкова
PrС
0.67
0.69
-
200
100
-
tс2 100
-
(
)
0.69
+
0.67
0.69
-
200
100
-
143.89
100
-
(
)
0.69
+
=
0.681
=
=
Определим коэффициент теплопередачи k. Т.к.
d2
d1
1.159
=
<1.5 ,то расчет
коэффициента теплоотдачи будем вести аналогично его расчету для
плоской стенки.
При чем, т.к. большинство отечественных экономайзеров выполняют из
материала Сталь 30, (на котлах большой производительности и высокого
давления пара) , то теплопроводность стенки рассчитывается следующим
образом:
λст 54.6 0.0422 tс2
-
54.6
0.0422 143.89
-
=
48.528
=
:=
Вт
м К
Число Нуссельта для шахматного пучка
При определении среднего числа Нуссельта, учтем также поправку, связанную с
изменчивостью физических свойств газов при их прохождении через экономайзер
εt2
PrГ
PrС
0.20
0.993
=
:=
при охлаждении газов
S1
2.2999999999999998 d2
117.3
=
:=
мм
S2
2.2000000000000002 d2
112.2
=
:=
мм
S1
S2
1.045
=
NuГ
0.35
S1
S2
0.2
ReГ
0.6
PrГ
0.36
εt2
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
76.095
79.841
83.472
87.002
90.438
93.79
97.063
100.265
103.399
106.458
=
:=
Тогда коэффициент
теплопередачи при
различных скоростях
движения дымовых газов:
Вычислим коэффициент
теплопередачи
Вт
м
2
αГ
NuГ λГ
d2 10
3
-
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
67.175
70.482
73.688
76.804
79.837
82.796
85.686
88.512
91.279
93.979
=
:=
k
1
1
αВ
d2 d1
-
(
)
10
3
-
λст
+
1
αГ
+
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
65.921
69.103
72.182
75.169
78.072
80.899
83.656
86.347
88.979
91.543
=
:=
Вт
м
2
K
Зная коэффициент
теплопередачи, определим теперь
площадь поверхности нагрева
экономайзера при различных
скоростях движения дымовых
газов
F
Q
k
Δt
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
9372.263
8940.794
8559.397
8219.266
7913.604
7637.072
7385.413
7155.184
6943.569
6749.086
=
:=
м
2
Теперь, зная площадь поверхности нагрева, уточним температуру
стенки(как изнутри,так и снаружи), а следовательно и коэффициенты
теплоотдачи воды, газов, коэффициент теплопередачи и площадь
поверхности нагрева экономайзера.
δ1
d2 d1
-
(
)
10
3
-
51
44
-
(
) 10
3
-
=
7
10
3
-
=
:=
м
Температура стенки внутри
трубы экономайзера при
различных скоростях дымовых
газов:
Температура стенки снаружи трубы
экономайзера при различных скоростях
дымовых газов:
tс1
tср_В
Q
F
αВ
-
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
137.857
137.808
137.759
137.712
137.667
137.623
137.58
137.537
137.496
137.456
=
:=
°C
tс.2
tс1
Q
δ1
λст F
-
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
136.785
136.684
136.586
136.49
136.398
136.307
136.219
136.133
136.049
135.967
=
:=
°C
Уточним средние температуры поверхности стенки трубы
Со стороны воды
Со стороны газа
tс1
0
9
i
tср_В
Q
F
i
αВ
-
=
10
137.65
=
:=
tс.2
0
9
i
tс1
Q
δ1
λст F
i
-
=
10
136.362
=
:=
°C
°C
x
1
tс.2
tс1
-
0.0093542290381742427322
:=
<1 % можем продолжать расчет
Дальнейшее уточнение температуры стенки не будет иметь смысла,т.к, ее
изменение будет несущественно, следоватльно, несуществены и изменения
всех зависящих от нее параметров.
1.7 Конструктивные характеристики
При расчете конструктивных характеристик водяного экономайзера учитываем, что
расположение труб- шахматное, также принимаем, что экономайзер
двухпоточный(т.е. с двумя параллельно включенными половинами с двусторонним
движением воды), при этом число труб, выходящих из коллектора
в одном сечении примем равным 2.