К эксплуатации и ремонту допускаются только лица, имеющие определённый опыт работы, прошедшие соответствующее обучение. При установке теплообменника требуется правильно подготовить основание, а во время проведения сварочных работ обеспечить наличие заземления. Перед пуском аппарата в обязательном порядке производится проверка правильности монтажа трубопроводов и герметичности соединений.

---

Глава 2. Расчет пароводяного подогревателя горизонтального типа

Техническое задание. Произвести тепловой расчет пароводяного подогревателя горизонтального типа. Исходные данные приведены в варианте № 4 к курсовому проекту

В число исходных данных входят:

- производительность подогревателя – Q=1,85*10⁶; ккал/час;

- температура нагреваемой воды на входе в подогреватель - t₂¹ = 52 и на выходе из подогревателя -t₂¹¹ ₌ 95;

- горячий теплоноситель - сухой насыщенный водяной пар при давлении – Р=6 ат;

- число ходов теплообменника по нагреваемой воде z = 2;

- поверхность нагрева - латунные трубы (коэффициент теплопроводности

λ ≈ 105Вт/м*К ≈ 90ккал/м*час*К) диаметром d_вн./d_н= 14/16мм.

Загрязнение поверхности учесть дополнительным тепловым сопротивлением δ₃/λ₃ = 0,00015м²*час*К/ккал ≈ 0,00013м²К/Вт.

Принять, что температура конденсата на выходе равна температуре насыщения - (t_н).На основе расчетов выбрать аппарат, выпускаемый серийно.
2.1. Расчет характеристик среды

2.1.1. Определяем температуру конденсации пара - температуру насыщения

Перевод давления пара из Р=10 ат в единицы давления в Паcкалях (1Па = 1Н/м²).

10 ат=10кг/cм²=78,5Н/см²=78,5*10⁴Н/м²=7,85*10⁵Па

6⁵Па=6/7,85ат = 0,76 ат.

Из таблицы №1.

При P=5,97*10⁵Па температура насыщения водяного пара равна t_н=158,6⁰С,

Интерполируем значения температур насыщения водяного пара и получаем: при Р=6 ат температура насыщения водяного пара равна t_н=158,6⁰С
2.1.2. Определяем массовый расход воды из зависимости

Q=c_pG(t₂¹¹-t₂¹),

где:

c_p - удельная теплоёмкость воды;

G - массовый расход нагреваемой воды;

t₂¹ и t₂¹¹- температура нагреваемой воды на входе и выходе из теплообменника (задана в условии).

Примем удельную теплоёмкость воды равной с_р=1ккал/кг*К = 4,187кДж/кг*К.

Тогда,



Объёмный расход воды

V= =

---

=36,925 м³/час.

В этой зависимости ρ = 1000кг/м³ плотность воды.

2.1.3. Исходя из заданной скорости движения воды в трубках, определим количество трубок в одном ходе и в целом в теплообменнике

Количество трубок в одном ходе



и

=

Здесь

W_т = 1м/c - скорость воды внутри трубок (задана);

d_вн = 14мм = 0,014м – внутренний диаметр трубок (задан);

n₀ - количество трубок в одном ходе.

n₀ = = 66,7=67 шт.

Общее количество трубок в теплообменнике при заданном числе ходов

z = 2

n = 67 2=134 шт.

2.2 Компоновка теплообменника

2.2.1. Рассматриваем различные способы размещения трубок на трубных досках и выбираем диаметр корпуса теплообменника
Существует два основных способа размещения трубок - ромбический и по концентрическим окружностям. Наиболее компактный способ, при котором трубная доска оказывается наиболее полно использована (при одинаковом наименьшем расстоянии между осями трубок) - это ромбический способ с углом между осями трубок - α = 60^0. (рис.2, см. Приложение).

При коэффициенте использования трубной решетки φ = 0,7 диаметр расположения периферийных трубок (по осям)



Примем шаг между трубками S=25мм (из соображения, что расстояние минимальное между трубками равно 9мм).



Определяем диаметр D_т также и по точной компоновке при ромбическом размещении трубок на трубной доске.

При количестве трубок n = 134 = п¹ значение D_т/s=15 и, следовательно,

D_т = 15 25=375 мм.

Диаметр корпуса теплообменника определим по зависимости

D = D_т

---

+d_н+2к = 375+16+2 20=431 мм

Здесь d_н - наружный диаметр трубок, а к = 20мм - зазор между периферийными трубками и корпусом теплообменника. Принимаем для корпуса подогревателя трубу 431/414мм. Толщину стенки трубы оцениваем по прочности.



δ = 6мм - толщина стенки ; D = 431 мм – внутренний диаметр трубы; В =1 ат – атмосферное давление; l - длина трубы; [б] – допускаемые напряжения в трубе; б – напряжения в трубе. Для углеродистой стали

[б] = 200МПа ≈ 20кг/мм² = 2000кг/см².

173 9.81 100 Н/мм² = 0,17 МПа.


2.2.2. Приведенное (среднее) число трубок в вертикальном ряду.
При конденсации пара конденсат стекает с верхних трубок на нижние. Пленка конденсата на нижних трубках тем толще, чем больше трубок в вертикальном ряду. Коэффициент теплоотдачи со стороны пара – конденсата определяется по приведенному количеству трубок в вертикальном ряду



2.3. Расчет тепловых процессов для теплообменника

2.3.1. Определяем коэффициент теплоотдачи от пара – конденсата к стенке трубы.
Коэффициент теплоотдачи определяется, главным образом, термическим сопротивлением пленки конденсата, т.е. зависит от её толщины, режима течения пленки, физических свойств конденсата и от температурного напора между конденсатом и стенкой трубы.

2.3.2. Средне-логарифмический температурный напор от конденсата к нагреваемой воде





В этой зависимости t₁

---

¹ = t₁¹¹ = t_н = 158,6⁰С (по заданию).
2.3.3. Cредняя температура воды

t_в = t_н - ∆t = 158,6 – 83,26= 75,34 ⁰С.
2.3.4. Средняя температура стенки



2.3.5. Режим течения пленки конденсата определяется по приведенной длине трубки.
L=m d_н ∆t_п А_1,

где ∆t_п- температурный напор между паром и стенкой трубки

∆t_п = t_н - _-t_ст = 158,6 – 117 = 42 ⁰С;

d_н=16мм-наружный диаметр трубки;

- комплекс физических свойств воды на линии насыщения. Для определения коэффициента А₁ используем расчеты, сведенные в таблицу №3 (см. Приложение). При температуре конденсации водяного пара t_н=158,6⁰С значение коэффициента А₁=122.

Приведенная вертикальная длина трубки

L=11 0,016 42 122=902 мм

Приведенная к вертикальной длина труб меньше критического значения l_кр=3900мм, при котором на горизонтальных трубках возникает турбулентное течение пленки конденсата. Режим течения ламинарный и коэффициент теплоотдачи от конденсата к стенке трубки определяется зависимостью



А₂ определяем по таблице №3 (см. Приложение). А₂=8340.



2.3.6. Определяем коэффициент теплоотдачи от стенки трубки к нагреваемой воде.

Режим течения определяется числом Рейнольдса.

---

Смотрите также файлы

• Вид предпринимательской деятельности Основные функции предпринимателя.docx

• Бизнеспроцесс.docx

• Помощьстудентам,готовыеработыдля.docx

• Экономическая политика, теория и их роль в условиях рыночной экономики.doc

• Общая характеристика исполнительных документов в исполнительном документе должны содержаться следующие сведения.docx