Файл: Наименование института.docx

- Количество теплоты, получаемое мазутом или тепловая производительность мазутоподогревателя равное



6) Из уравнения сплошности:

(9)

где скорость движения среды в трубках (принимается 3 м/с).



7) Количество трубок в одном ходе:

(10)

где принимается для труб по ГОСТ 20 мм.

Таблица 7 – Данные из ГОСТ 15122-79

Скорость мазута, w, м/с	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9
Площадь, f	0,0648	0,0432	0,0324	0,0259	0,0216	0,0185	0,0162	0,0144
Количество трубо, n, ед.	206	137	103	82	68	59	51	46

По ГОСТ 15122-79 и полученным данным по площади проходного сечения трубок и количеству трубок выбираем ТОА с неподвижными трубными решетками и с температурным компенсатором на кожухе.



Рисунок 13 – Кожухотрубчатый ТОА

Диаметр кожуха

L = 2 м;

F = 32 м²;

N = 204 шт;

f = 0,018;

Z = 2 - число ходов.

8) Внутренняя итерационная процедура

9) Задаемся значением температурного напора пар-стенка и находим :

---

(11)

10) Коэффициент теплоотдачи со стороны пара:

(12)

где – поправочный коэффициент на число труб в горизонтальном пучке, .

соответственно теплопроводность, динамическая вязкость и плотность конденсирующегося пара [2]:

(13)

(14)

(15)





11) Значение температуры стенки труб со стороны мазута:

(16)

(17)



В случае учета теплоты перегретого пара будет иметь такое же значение.

12) Средний коэффициент теплоотдачи со стороны мазута:

(18)

где



коэффициент объемного расширения мазута, определяемый как

(19)

плотности мазута при температурах .

(20)

(21)

разность между температурой стенки со стороны мазута

---

и средней температурой мазута в подогревателе

(22)







число ходов трубного пространства;

число труб.



динамическая вязкость мазута при температуре

(23)

кинематическая вязкость и плотность мазута при температуре







Тогда, cредний коэффициент теплоотдачи со стороны мазута:


13) Определяется коэффициент теплопередачи

(24)

где рекомендуемое значение,





14) Независимо от конструктивной схемы организации потоков нагреваемой и греющей среды средний логарифмический температурный напор при нагревании конденсирующимся паром:

(25)





15) Площадь поверхности теплообмена

(26)

16) Погрешность расчета

---

(27)

принятая поверхность теплообмена по ГОСТ для данного типа аппарата

17) Температура стенки трубы со стороны конденсирующегося пара :

(28)


18) Температура стенки со стороны мазута :

(29)

;

19) Температура стенки трубы со стороны конденсирующегося пара , температура стенки со стороны мазута должны быть в пределах 3-5% от принятых.





Расчет считается оконченным.

Вывод: подобрали по ГОСТ ТОА с неподвижными трубными решетками и с температурным компенсатором на кожухе. Площадь поверхности ТОА рассчитана верно с учетом погрешности в 3-5%, как и температуры t_ст1 и t_ст2. Преимущество этой конструкции – эффективность теплообмена вследствие исключения застойных зон в межтрубном пространстве. Для кожухотрубчатых теплообменников особенно характерно образование таких зон вблизи трубных решеток, поскольку штуцера ввода и вывода теплоносителя расположены на некотором расстоянии от решеток.

---

3.4 Расчёт расхода теплоизоляционного материала

В данной части работы определим, какой толщины должен быть теплоизоляционный слой, чтобы потери тепла через 1 м² кладки стены не превышали тепловые потери через футеровку печи до реконструкции.

Данные, необходимые для расчета:

• 
  Внутренний слой кладки – ШЛ-0,9;
  
• 
  Наружный слой кладки:
  

до реконструкции – П-250;

после реконструкции – Д-500;

• 
  Толщина слоя кладки, мм:
  

внутренний слой – 348 мм;

наружный слой – 116 мм;

• 
  Температура, °С:
  

t₁ – 1300°С;

t_о – 10°С.

Элемент стены нагревательной печи выполнен из двух слоев: внутренний слой из шамотного легковеса толщиной S_ш=0,348 м, наружный слой из перлита толщиной S_к=0,116 м. Температура внутренней поверхности кладки t₁=1300°С, температура окружающей среды t_о=10°С. Определим потерю тепла через 1 м² кладки стены.

При реконструкции печи предусматривается замена наружного слоя кладки диатомитовым теплоизоляционным материалом.

Вычислить, какой толщины должен быть теплоизоляционный слой, чтобы потери тепла через 1 м² кладки не превышали тепловые потери через футеровку печи до реконструкции.

Теплопроводность шамотного кирпича:

(30)

Теплопроводность перлитового кирпича:

(31)

Обозначим температуру на границе раздела слоев как t₂.

Тогда получаем:

(32)

Принимаем в нулевом приближении температуру наружной поверхности стенки t₃=95 ˚С.

Поскольку режим передачи тепла стационарный, то плотности тепловых потоков через шамотную и перлитовую кладки одинаковые, т.е:

(33)

или с учетом зависимости коэффициента теплопроводности от температуры





Решая это квадратное уравнение, получим:

---