ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.01.2024
Просмотров: 48
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
2.3 Проверочный расчет АВО газа
Цель расчёта: определить требуемую поверхность охлаждения аппаратов воздушного охлаждения газа.
Исходные данные
Производительность ДКС, млн. м3/сут 65
Давление газа на входе в АВО Р, МПа 3.7
Температура газа на входе в АВО t1, °С 90
Температура газа на выходе из АВО t2, °С 35,4
Температура наружного воздуха τ1, °С 27
Тип теплообменного аппарата: АВГ-55МГ/3-6-2 с наружной поверхностью охлаждения Н=10500 м2, коэффициент оребрения φ=20, количество аппаратов n=36
Определяем массовый расход газа G, кг/с:
(2.15)где ρг – плотность газа при стандартных условиях берём из справочных таблиц, ρ=0,72кг/м3;
Q – производительность ДКС млн. м3/сут.
=36 кг/сСредняя температура газа tam, °С:
(2.16)где t1 - температура газа на входе в АВО, °С;
t2 - температура газа на выходе из АВО, °С.
Определим количество передаваемой теплоты Q из уравнения теплового баланса, кВт:
(2.17)где G- расход газа (в кг/с);
сpm – теплоёмкость газа определяется из номограммы при средней температуре газа и рабочем давлении Р, сpm=2,56 кДж/(кгּ°С)
Расход воздуха для выбранного количества аппаратов G2, кг/с:
(2.18)где ρв –плотность воздуха при температуре воздуха на входе в аппарат (τ1=0°С) определяется по справочным таблицам, ρв = 1,29 кг/м3;
Vв - производительность вентиляторов указанного типа АВО по паспорту аппарата, м3/ч, Vв = 82000;
n – количество АВО газа, n =36 шт.
Вычисляем температуру воздуха на выходе из аппарата τ
2, °С:
(2.19)где cpm2 – теплоёмкость воздуха, выбирается из справочных таблиц, cpm2 =1,005 кДж/(кгּ°С);
G2 – расход воздуха через выбранное количество АВО, кг/с.
Вычисляем среднюю разность температур процесса теплопередачи θm, °С:
(2.20)где θ1, θ2 – наибольшая и наименьшая разности температур;
; 
°С; 
ε – поправка на непротивоточность в зависимости от коэффициентов Р и R. ε=0,975
Определяем плотность газа при Тср=318°С и Р=22,5 МПа, ρг, кг/м3:
(2.21)
Определяем скорость газа в охлаждающих трубках w, м/с:
(2.22)где f – площадь поперечного сечения хода, f=390ּ10-3м2 (из характеристики аппарата);
n – число аппаратов.
Число Рейнольдса по газу Reг:
(2.23)где dвн – внутренний диаметр трубки, м;
μг – вязкость газа, определяется по справочным таблицам, μг=12,56ּ10-6 Паּс.
Т.к. Reг>104 т.е. режим движения газа турбулентный, для определения коэффициента теплопередачи используем уравнение:
(2.24)где λг – коэффициент теплопроводности газа, λг =41,96ּ10-3Вт/(мּ°С), определяется по справочной таблице;
Nu – критерий Нуссельта.669,185 0,89
Критерий Нуссельта Nu:
(2.25)где Pr – критерий Прандтля, Pr=0,775, определяется по таблице или по формуле:
(2.26)где ηг –динамическая вязкость газа, Паּс.
Число Рейнольдса для воздуха Reв:
(2.27)где ηв - динамическая вязкость воздуха ηв, Паּс, определяется по справочным таблицам или по формуле:
(2.28)Тсрв – средняя температура воздуха, К;
Тсрв=(τ1-τ2)ּ0,5+273 (2.29)
Тсрв =(27+31)ּ0,5+273=302 K
wуз – скорость воздуха в узком сечении пучка труб определяется из технической характеристики аппарата, wуз=10,8 м/с;
dн – наружный диаметр трубки, определяется из технической характеристики аппарата, dн=0,025м.
Критерий Нуссельта для воздуха Nuв:
(2.30)где t – шаг рёбер, из технической характеристики аппарата, t=3,5мм;
h – высота ребра, из технической характеристики аппарата, h=10мм;
dн – наружный диаметр трубки, из технической характеристики аппарата, dн=25 мм.
Коэффициент теплопередачи наружной поверхности α1, Вт/(м2ּ°С):
(2.31)где λв – теплопроводность воздуха при средней температуре, λв=2,49ּ10 2Вт/(мּ°С), определяется из справочных таблиц.
Коэффициент теплопередачи К, Вт/(м2ּ°С):
(2.32)где δст – толщина стенки трубы, δст=0,0006 м, из технической характеристики аппарата;
λст – коэффициент теплопроводности стенки, λст = 50 Вт/(мּ°С);
ψ – коэффициент увеличения поверхности теплообмена, из технической характеристики аппарата, или по формуле:
(2.33)
Определяем водяной эквивалент поверхности теплообмена КН, кВт/°С:
(2.34)
Необходимая поверхность охлаждения Нр, м2:
(2.35)
Определяем необходимое количество АВО газа np:
(2.36)
Определяем коэффициент гидравлического трения λтр.
Т.к. число Рейнольдса Reг>104, то λтр вычисляем по формуле:
(2.37)
Потери давления при прохождении газа через АВО ΔР, Па:
(2.38)
Вывод: для охлаждения 65 млн. м3/сут природного газа с рабочим давлением 18,64 МПа необходимо 36 АВО газа типа АВГ-55МГ/3-6-2, потери давления при прохождении через охлаждающие секции АВО составят 2 кПа.