Жылу берулерің температуралық қүші және коэффиценті. Конденсатордың сыртқы салқындауы

Бастапқы мәлімет суу бетінің тиісті анданың анықтау үшін

- D_k = 20,5 кг/с конденсатордың номиналды бу жүктемесі.

- Р_k = 6 кПа конденсатордағы қысым.

- t₁ = 15^оC кірудегі мұздатқыш сулардың температурасы.

- W= 833,3 кг/с мұздатқыш шығыны.

- h_n = 2401,5 кДж/кг жан-жақты зерттеген бу энтальпиясы.

Сулар жүрістерге негізгі параметрлерге, сонымен қатар санға қатарға конструкцияға және таңдауға шешімге маңызды ықпалда конденсаторда жобалау, сумен жабдықтауларды шарт болады. Сәйкестікте сырт сумен жабдықтауда су жүрістердің z = 2 саны ұсынылуы /2/ келтірілген.

Тұрбалар диаметрінің кішірейуі конденсатордың көлденең қималар корпусын және көлемін кішірейтуге және конденсаторға жылу беру коэффициентіне жоғарылатуын әкеледі. Конденсаторлық тұрбалардан аз диаметрлерден беріледі. 22/20 мм диаметрлерді қабылдаймыз. Отандық станционарлық конденсаторлар қабырғаларының жуандығы 1мм құрайды.

Тұрбалардағы мұздатқыш сулар жылдамдықтарын таңдау оның сападан және тұрбалар материалдарынан тәуелді болады. Мұздатқыш су тұрбалар материалдары және жылдамдықты таңдау үшін кепілдеме /3/ көрсетілген. Осылай тұщы су үшін (тұз мөлшері аз 1000мг/кг, көрсеткіші рН 6,5) мыс-никел балқыма тұрбалары үшін сулардың максималды жылдамдығын қабылдап жатырмыз МНЖ-5-1 Wв = 2, 0/2, 1м/с.

Бу қысымы бойынша конденсатордағы қаныққан бу температурасы Рк = 6 кПа және сулы будың кестесінде /4/:t_n = 36,18 ^оС.

Энтальпия температура бойынша конденсаты t = 36,18 ^оС және сулы будың кестесінде /4/:

h_k = 151,5 кДж/кг.

Бумен жіберілетін жылу саны

h_k =h_n –h_k, (1.46)

h_k= 2401,5- 151,5=2250 кДж/кг.

Конденсатордың жылулық күші

Q = D_k* h_k, (1.47)

Q= 20,5*2250 =46125 кВт.

Конденсатордан шығатын суу суының температурасы

t₂ = t₁+(Q / C_в*W), (1.48)

мұнда С_в = 4,19кДж/(кг*к) – суу суының жылу сыйымдылығы

t₂ = 15+(46125/(4,19*833,3)) = 28,2 ^оС.

Суу суының орташа температурасы:

t_ср.= 1/2*(t₂ + t₁) (1.49)

t_ср= 1/2 *(28,2+15)= 21,6 ^оС.

Осы температура және кесте арқылы /4/ жылу физикалық су параметрін таңдаймыз

V_в = 0,977*10 м/с;

в = 0,6012 Вm/(м.к);

а_в = 0,1437*10 м/с.

Тұрбаның қабырғасынан суу суына дейін жылу беру коэффициенті

L_в = 0,023*Re*Pr_l *(в /d2) = 0,023 *(W_вd₂/ V_в)(V_в/а_в)(в/d₂), (1.50)

L_в=0,023*(2*0,02/0,977*10)(0,977*10/0,1437*10)*0,6012/0,020=8709Вm/м.К.

Конденсатордың алдын ала салыстырмалы бу күші g_n=17г/(м.с).

орташа логарифмалық температуралық күш

tlg=t₂-t₁/ 2,3lg(t_n-t1)/(t_n-t₂) (1.51)

tlg= 28,2-15/2,3lg.(36,18-15)/(36,18-28,2)= 13,5 ^оС.

Бу мен тұрбаның сыртқы қабырғасы арасындағы орташа температуралық күш

t_n= tlg-g(1/l_в *d₁ /d₂ +1,15*d₁/ c_m * lg.(d₁/d₂), (1.52)

мұнда g- салыстырмалы жылулық күш

g = (Q/Dk)* g_n (1.53)

g= (46125*10) / 20,5*0,017= 38250 Вm/м;

c_m= 29,1 Вm/(м.К) – берілген материалға;

t_n= 13,5-38250*(1/8709*22/20+1,15*0,022/29,1g 22/20) = 7,29 ^оС.

Конденсат қабықшасының орташа температурасы:

t_пл = t_n- t_n/2 (1.54)

t_пл= 36,18-7,29/2=32,5 ^оС.

t_пл= 32,5 ^оС байынша жылу физикалық конденсат параметрлерін табамыз [4].

_к= 0,6193 Вm/(м.К);

_к = 994,93 кг/м³ ;

V_к=0,7678*10 м/с.

t_n= 36,18 ^оС байынша буға айналу салыстармалы температурасын табамыз,[4]

r = 2415,7 кДж/кг.

Жалғыз тұрбадағы таза қозғалмалы бу конденсациясы кезінде жылу беру коэффициенті

L_m=0,728*(к *r* k * g)/(kV* t_n*d₁), (1.55)

L_m=0,728*(994,93* 2415,7* 10 *0,6193 *9,81)/(0,7678* 10* 7,29 *0,022) = 10632 Вm/ м.к.

Ауаны соруы мүмкін

G_в3 = (D_k/25)+2, (1.56)

G_в3= (20,5/25)+2= 2,82 г/с.

Будағы ауаның салыстырмалық құрамы

= G_в3/D_к (1.57)

= 0,00282/ 20,5= 1,38*10³.

Конденсатордағы тұрбалық шоққа бу өтуі салыстармалы параметрмен беріледі

S = /F = S_уз/П*d_н*N= 0,0068.

Тұрбалар арасындағы жіңішке қимасында тұрба шоғының периферия арқылы бу үшін өту қимасының ауданы

= S*Dk/g_n (1.58)

= 0,0068*20,5/0,017= 8,2 м.

Р_к= 6 кПа [4] кезіндегі будың тығыздығы

_n = 0,0421 кг/м

Тұрбалық шоқтан шығу кезіндегі бу жылдамдығы, оның тұрбалар арасындағы жіңішке қимасында тұрба шоғының перифериясы

W_no= D_k/( _n* n) (1.59)

W_no= 20,5/(0,0421*8,2) = 59,4 м/с.

Анықталатын сан П

П=( _n* W_n)/(k*g*d₂) (1.60)

П= (0,0421*59,4)/(994,93*9,81*0,02) =0,76.

Сан Nи_н

Nи_н=(L_н*d₁)/ k (1.61)

Nи_н= (10632*0,022)/0,6193 = 378.

Конденсаттағы таза жылжымалы бу конденсаты кезіндегі жылу беру орташа коэффициенті

L_n/L_m = 19*П*Nи_н*(1+z/2)*(S), (1.62)

L_n/L_m= 19*0,76*378(1+2/2)*0,0068=0,567,

L_n= 0,567*L_m (1.63)

L_n= 0,567*10632=6025 Вm/(м.к.).

Конденсатордағы бу–ауа қоспасынан жылу беру орташа коэффициенті

L_см/L_n = 0,56*Ео*(1,38*10) = 0,873,

L_см = 0,873* L_n (1.64)

L_см= 0.873*6025=5262 Вm/(м.К).

Конденсатордағы жылу беру орташа коэффициенті

R=(1/L_см +1/L_в*d₁/d₂ + 1,15*d₁/ _см*Lg. d₁/d₂), (1.65)

R= (1/5262 + 1/8709 * 22/20 + 1,15*0,022/29,1Lg. 22/20)=2838 Вm/м².К

Конденсатордың сыртқы ауданының сууы

F= (Q)/(k * tlg) (1.66)

F = (46125*10) /(2838*13,5)=1200м.

Конденсатордың салыстырмалы бу күші

g_n=D_k/F (1.67)

g_n= 20,5/1200=0,01708 кг/(м^2оС).

g_n мағына болғандықтан, есептеу барысындағы 1% алудағы g_n = 0,017 кг/(м. с), <10% шартын қанағаттандырады, есептеу айқындалмайды.