ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.01.2024
Просмотров: 200
Скачиваний: 6
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 данныеПроизводительность ДКС, млн. м3/сут 65Давление газа на входе в АВО Р, МПа 3.7Температура газа на входе в АВО t1, °С 90Температура газа на выходе из АВО t2, °С 35,4Температура наружного воздуха τ1, °С 27Тип теплообменного аппарата: АВГ-55МГ/3-6-2 с наружной поверхностью охлаждения Н=10500 м2, коэффициент оребрения φ=20, количество аппаратов n=36Определяем 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 τ2, °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=0,975Определяем 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 Kwуз – 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.