Расчет теплообменных аппаратов (стр. 2 из 4)

Уточненное значение температуры стенки трубок

Поскольку уточненное значение tст мало отличается от принятого для предварительного расчета, то пересчета величины aп не производим (в0 противном случае если отличие в данных температурах более 3% необходимо производить пересчет методом последовательных приближений до достижения данной точности).

- уравнение теплопередачи через плоскую стенку, отсюда расчетная поверхность нагрева:

Q - производительность, Вт; К - коэффицент теплопередачи,

;

Δt – температурный напор, ˚С;

Ориентируясь на полученную величину поверхности нагрева и на заданный в условии диаметр латунных трубок d=14/16 мм, выбираем пароводяной подогреватель горизонтального типа конструкции Я. С. Лаздана (рис. 1-24, табл. 1-23а) с поверхностью нагрева F =2,58 м2, площадью проходного сечения по воде (при z=2) fT =0,0132 м2, количеством и длиной трубок

, числом рядов трубок по вертикали m = 8. Основные размеры подогревателя приведены в табл. 1-23 б.

Уточним скорость течения воды

в трубках подогревателя:

Поскольку активная длина трубок l=1600 мм, длина хода воды

Определяем гидравлические потери в подогревателе. Коэффициент гидравлического трения при различных режимах течения жидкости и различной шероховатости стенок трубок можно подсчитать по формуле А. Д. Альтшуля:

где k1 - приведенная линейная шероховатость, зависящая от высоты выступов, их формы и частоты.

Принимая k1=0 (для чистых латунных трубок), формулу можно представить в более удобном для расчетов виде (для гидравлически гладких труб):

Уточняем критерий Рейнольдса Re:

Значения lT=f(Re) для гидравлически гладких труб найдем, используя табл. 1–2, по известной величине Re находим

.

Потерю давления в подогревателе определяем с учетом дополнительных потерь от шероховатости в результате загрязнений латунных труб Хст=1,3, а по табл. 1–4 коэффициенты местных сопротивлений имеют следующие значения:

	x * n (кол-во гидро сопротивлений см. чертеж)
Вход в камеру
Вход в трубки
Выход из трубок
Поворот на 180°
Выход из камеры
Итого Sx	9,5

Потеря давления в подогревателе (при условии

)

Гидравлическое сопротивление пароводяных подогревателей по межтрубному пространству, как правило, не определяется, так как его величина вследствие небольших скоростей пара (до 10 м/сек) очень мала.

2. Расчет секционного водоводяного подогревателя

Температура сетевой воды при входе в водоводяной подогреватель

, , коэффициент теплопроводности стали , ).

Расходы сетевой воды в трубках и воды, нагреваемой в межтрубном пространстве:

где теплоемкость воды

, ( ), ,

,

Площадь проходного сечения трубок (при заданной в условии расчета скорости течения воды в трубках

):

Выбираем подогреватель по МВН-2050-29(рис. 1-25. Согласно таблице 1-24а он имеет: наружный диаметр корпуса 168 мм и внутренний - 158 мм, число стальных трубок (размером 16х14 мм (т.е. dH=16 мм dB=14)) n =37 шт., площадь проходного сечения трубок fт =0,00507м2, площадь проходного сечения межтрубного пространства fмт =0,0122 м2.

Скорость воды в трубках и в межтрубном пространстве:

=6,7/(3600*0.00507)=0.37 м/с.

=16/(3600*0.0122)=0.37 м/с.

Эквивалентный диаметр для межтрубного пространства

=

Средняя температура воды в трубках и между трубками:

При этой температуре температурный множитель, необходимый для дальнейших расчетов (по таблице 1-1 A5T »2960);

(А5МТ » 2650).

Режим течения воды в трубках (при t1 = 110 0C, nT = 0,357*10-6 м2/с) и межтрубном пространстве (при t = 82,50C, nМТ = 0,271*10-6 м2/с) турбулентный, так как

=

=

Коэффициенты теплоотдачи (для турбулентного режима течения воды)

Расчетный коэффициент теплопередачи (коэффициент теплопроводности стали l=39 ккал/м ч град) определяем по формуле для плоской стенки, так как ее толщина меньше 2,5 мм:

Температурный напор:

0C

Поверхность нагрева подогревателя:

= ,

Длина хода по трубкам при среднем диаметре трубок d= 0,5(dH+dB); d= 0,5∙(0,016+0,014) =0,015 м

=

Число секций (при длине одной секции lТ= 2 м)

Z=LT / lT =11,6 / 2 = 5,8секций; принимаем 6 секций.

Уточненная поверхность нагрева подогревателя согласно технической характеристике выбранного нами аппарата составит: F/ = 3,38

(табл. 1-24б)

F=F/ ∙Z=3,38*6 »20,28 м2.

Действительная длина хода воды в трубках и межтрубном пространстве LT=2*6=12м; LMT=3,5*6=21м (при подсчете LMT расстояние между патрубками входа и выхода сетевой воды, равное 3,5 м, выбрано из конструктивных соображений).

Определяем гидравлические потери в подогревателе. Коэффициенты гидравлического трения для трубок и межтрубного пространства определяем по формуле Альтшуля.

k – коэффициент абсолютной шероховатости. Для бесшовных стальных труб изготовления высшего качества k =0,06÷0,3 мм. Выбираем k=0,3*10-3 мм:

;

- эквивалентный диаметр для межтрубного пространства.

Коэффициенты местных сопротивлений для потока воды в трубках, принимаем по таб.1-4.

	x * n(кол-во данных сопротивлений см. чертеж)
Вход в трубки	1,5 * 6=9.0
Выход из трубок	1,5 * 6=9,0
Поворот в колене	0,5 * 5=2.5
Итого:	S =20,5

Суммарный коэффициент местных сопротивлений для потока воды в межтрубном пространстве определяется из выражения.