Тепловой расчет собственно подогревателя
Температурный напор
Температура воды за СП
Температура воды перед СП при энтальпии составляет
Температура пара на входе в СП
Температура насыщения
Температура конденсата греющего пара на выходе из СП
Находим температурный напор на выходе из СП.
Учитывая, что остаточный перегрев пара быстро снимается, принимает
Температурный напор на входе:
Средний логарифмический температурный напор:
Теплоотдача от пара к стенке
Средняя температура питательной воды в СП:
Средняя температура на наружной поверхности стенки:
Температура пленки конденсата:
При этой температуре находим коэффициент, зависящий от температуры пленки конденсата. При температуре .
.
Тепло, выделяемое одним килограммом пара в СП:
Принимаем, что трубки поверхности нагрева выполнены из горизонтальных двойной спиралей (6 двойных спиралей в каждой из шести секций между перегородками), тогда число трубок по вертикали между перегородками n=12.
Наружный диаметр трубок dн= 32мм.
Учитывая, что трубки горизонтальные, находим коэффициент теплоотдачи от конденсирующегося пара к стенке:
Расчетный коэффициент теплоотдачи для стальных трубок:
Удельный тепловой поток в СП:
Теплопроводность через стенку
Удельный тепловой поток через стенку:
Принимаем коэффициент теплопроводности для стали , а толщину стенки трубки , получим:
|
|
где ,здесь – средняя температура на внутренней поверхности стенки.
Теплопередача от стенки к воде
Удельный тепловой поток:
где
Средняя температура питательной воды в СП уже найдена, среднее давление известно тоже
Удельный объем воды при этих условиях и, соответственно, плотность
Вязкость воды .
Теплопроводность воды .
Тогда параметр:
Принимаем скорость воды в трубах
Внутренний диаметр трубок принят
Количество параллельных трубок Nдля обеспечения заданной скорости воды:
На каждую из шести 6 секций приходится по трубок. Уточняем скорость воды в трубах:
Находим коэффициент теплоотдачи:
Поправка на увеличение теплоотдачи в спиралях:
В качестве радиуса змеевика принимаем средний радиус спирали , (задаемся с последующим уточнением), тогда:
Расчетный коэффициент теплоотдачи от стенки к воде:
Удельный тепловой поток:
Итак, имеем:
Выражаем отсюда температурные напоры:
Таблица 1.1. Зависимость температурных напоров от удельного теплового потока
q | 20000 | 30000 | 40000 | 50000 | 60000 |
Δt1 | 2,96 | 5,08 | 7,46 | 10,04 | 12,81 |
Δt2 | 2,15 | 3,22 | 4,29 | 5,37 | 6,44 |
Δt3 | 0,85 | 1,27 | 1,69 | 2,11 | 2,54 |
Δt | 5,96 | 9,57 | 13,44 | 17,52 | 21,79 |
|
|
Строим график, рис.1.2.
График, рис.1.2.
Из графика получаем, что удельный тепловой поток при в СП равен 42000 Вт/м2.
Коэффициент теплопередачи для СП:
Необходимая поверхность нагрева СП:
Длина двойной спирали:
Высота трубной системы:
Таким образом, поверхность нагрева собственно подогревателя состоит из 6 секций; каждая секция имеет один ход воды и состоит из 120 двойных спиралей, т.е. имеет по высоте 65 2=130 трубок. Шаг трубок по высоте выбирается равным . Спираль навита в два яруса, рис.1.3, по семь витков в каждом ярусе. Шаг витков равен .
Рис. 1.3. Поперечный разрез по спирали
Внутренний радиус витка:
Наружный радиус:
Средний радиус:
Разница составляет более 2%, поэтому коэффициент нужно уточнять
В качестве радиуса змеевика принимаем средний радиус спирали , (задаемся с последующим уточнением), тогда:
Расчетный коэффициент теплоотдачи от стенки к воде:
Удельный тепловой поток:
Итак, имеем:
Выражаем отсюда температурные напоры:
Таблица 1.1. Зависимость температурных напоров от удельного теплового потока
q | 20000 | 30000 | 40000 | 50000 | 60000 |
Δt1 | 2,96 | 5,08 | 7,46 | 10,04 | 12,81 |
Δt2 | 2,15 | 3,22 | 4,29 | 5,37 | 6,44 |
Δt3 | 0,91 | 1,36 | 1,81 | 2,27 | 2,72 |
Δt | 6,02 | 9,66 | 13,56 | 17,68 | 21,97 |
|
|
Строим график, рис.1.4.
Из графика получаем, что удельный тепловой поток при в СП равен 41800Вт/м2.
Коэффициент теплопередачи для СП:
Необходимая поверхность нагрева СП:
Длина двойной спирали:
Высота трубной системы:
График, рис.1.4.
Внутренний радиус витка:
Наружный радиус:
Средний радиус:
Разница составляет менее 2%, поэтому коэффициент можно не уточнять
Из рис.1.4. определяем частные температурные напоры:
Уточняем температуру стенки:
Разница с принятой ранее температурой (267,3) составляет менее 2 , поэтому расчет можно не уточнять.
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 351; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!