Расчет пароводяных подогревателей. (ПВП)

Для выбора ПВП необходимо предварительно определить требуемую поверхность нагрева.

Расчет производится в следующей последовательности:

6.5.1. Определяется расход нагреваемой воды по формуле:

, кг/с (6.5.1.)

Q – расход теплоты, кВт;

t₂ – температура воды на выходе из подогревателя, ⁰С;

t₁ – то же на входе в подогреватель, ⁰С;

С – теплоемкость воды, кДж/кг К.

6.5.2. Определяется расход греющего пара m_п по Таблице 3.1.2.

6.5.3. Определяется тепловая мощность подогревателя по формуле:

Ф = m_в С (t₂ – t₁), кВт (6.5.3.)

6.5.4. Предварительно определяется средний температурный напор по формуле:

Δt_ср. = t_н - 0,5 (t₂ – t₁), ⁰С; (6.5.4.)

tн – температура насыщения при заданном давлении пара, ⁰С.

6.5.5. Предварительно определяется поверхность нагрева ПВП:

Апр. = Ф 10³/ К Δt, м² (6.5.5.)

К – коэффициент теплопередачи Вт/м² К, предварительно принимается К = 2000 Вт/м₂ К;

По предварительной поверхности нагрева выбирается ПВП по Л.

Для расчета необходимы следующие характеристики ПВП:

- поверхность нагрева ПВП;

- общее количество труб, n;

- число труб в одном ходу;

- диаметр труб dн/dвн,

^- живое сечение труб, fтр, м^2;

- среднее число труб по вертикали, n_{ср .}

Расчет ПВП производится в электронных таблицах. Предварительный - в Таблице 6.5.1.

Таблица 6.5.1. Предварительный расчет ПВП.

Наименование величин	Способ определения	Результат
1. Расход теплоты, Q, кВт	Таблица 1.1..
1.Расход нагреваемой воды, mв, кг/с	Таблица 6.1.
2. Расход греющего пара, mп, кг/с	Таблица 3.1.2.
3. Энтальпия пара, h", кДж/кг	По таблицам водяных паров
4. То же конденсата, h′, кДж/кг	Потаблицам водяных паров
5. Температура насыщения, 0С	- “ -
5. Тепловая мощность подогревателя, Ф, кВт	Ф = mв С (t2 - t1)
6. Температурный напор, Dtср, 0С	Dtср = tн – 0,5(t1 + t2)
7. Поверхность нагрева, Апр	Апр = Ф 103 / К Dtср
8. Коэффициент теплопередачи, К	Принимается

Далее по предварительной поверхности нагрева выбирается ПВП со следующими характеристиками:

марка -

- поверхность нагрева Апр. –

- общее количество труб n –

- число труб в одном ходу -

- диаметр труб dн/dвн, мм –

- живое сечение для хода воды, f_{в ,} м² –

- среднее число труб по вертикали, n_ср. –

- материал трубок –

Примечание: в ПЗ следует привести эскиз подогревателя.

Расчет подогревателя производится в следующей последовательности:

6.5.6. Строится график изменения температур и по нему определяется средний температурный напор Δ t_ср.

Рисунок 6.5.1.

Для определения Δt ср рассчитывается Δt_б = t_н – t_1н и Δt_м = t_н – t_2н, далее средняя разность температур определяется по формуле:

Δt_ср. = (Δt_б – Δt_м)/ ln (Δt_б/Δt_м), ⁰С (6.5.6.)

6.5.7. Определяется средняя температура нагреваемой воды:

t_ср. = 0,5(t₁ + t₂), ⁰С (6.5.7.)

6.5.8. Определяется скорость движения воды в трубках:

w = m_в / f в ρв, м/с (6.5.8.)

ρв – плотность воды при tср. кг/м³. Определяется по таблицам водяных паров при t_ср.

6.5.9. Определяется критерий Рейнольдса:

, (6.5.9.)

ν - кинематическая вязкость воды. Определяется по Приложению при t_ср.

6.5.10. Определяется коэффициент теплоотдачи от стенок труб к нагреваемой воде:

, Вт/м² К; (6.5.10.)

В₂ – принимается по Таблице 6.1.2. М.У. при t_ср

6.5.11. Определяется температура стенки труб:

t_ст. = t_н – α₂ (tн – tср.)/ α₁ + α₂, 0С; (6.5.11.)

α₁ – коэффициент теплоотдачи от пара к стенкам труб. Предварительно принимается α₁ = 5000 Вт/м² К.

6.5.12. Определяется средняя температура пленки конденсата:

Δt_пл. = 0,5(t_н – t_ст.), ⁰С; (6.5.12.)

6.5.13. Определяется коэффициент теплоотдачи от пара к стенкам труб:

, Вт/м² К (6.5.13.)

А₁ – коэффициент, принимается по таблице 6.2.2. по температуре пленки конденсата.

r – кДж/кг. Теплота парообразования при Р_п. Определяется по таблицам водяных паров.

Δt = t_н – t_ст., ⁰С – разность температур пара и стенки трубок; (6.5.14.)

N_ср – среднее число труб по вертикали;

с – теплоемкость воды, кДж/кг

6.5.14. Определяется коэффициент теплопередачи К:

, Вт/м² К, (6.5.15.)

δ_ст. – толщина стенок трубок, м;

λст. – коэффициент теплопроводности материала трубок. Для латуни λ = 105, для стали λ = 58 Вт/м К;

R_{загр .} – термическое сопротивление загрязнения стенок труб. Можно принимать R_загр. = 0,0003 м К/Вт.

6.5.15. Определяется требуемая поверхность нагрева ПВП:

, м², (6.5.16.)

6.5.16. Определяется запас поверхности нагрева:

(6.5.17.)

Запас поверхности нагрева должен составлять от 5 до 25%.Если запас поверхности меньше или больше этого предела, необходимо подобрать другой подогреватель.

Таблица 6.5.2. Расчет пароводяного подогревателя (ПВП)

Наименование величин	Способ определения	Результат
1. Средний температурный напор, Dtср, 0С	(Dtб - Dtм) / ln (Dtб/Dtм)
2. Большая разность температур, D tб, 0С	По графику изменения температур
3. Меньшая разность температур, D tм, 0С
4. Внутренний диаметр трубок, dвн, м	Характеристика ПВП
5. Наружный диаметр трубок, dн, м
6. Живое сечения для прохода воды, fв, м2
7. Среднее число трубок по вертикали, nср
8. Плотность воды при средней температуре, rв, кг/м 3	По таблицам водяных паров
9.Средняя температура воды, tср.в., 0С	(t1 + t2)/2
10. Средняя скорость воды, ωв, м/с	mв/ f rв
11. Кинематическая вязкость воды, n, м2/с	По Приложению
12. Критерий Рейнольдса, Re	wв dвн./n
13. Коэффициент теплоотдачи от стенки трубок к воде, a2, Вт/м2К
14. Коэффициент В2	Таблица 6.1.2. МУ по tср.
15. Температура стенки труб, tст, 0С
16. Коэффициент теплоотдачи от пара к трубкам, a1, Вт/м2К	предварительно принимается
17.Разность температур между температурой пара и стенкой труб, Dt, 0С	tн - tст
18. Средняя температура пленки конденсата, tпл, 0С	0,5 (tн + tст)
19. Коэффициент теплоотдачи от пара к стенкам труб, a1, Вт/м2К
20. Коэффициент А1	Принимается по Таблице 6.3.1. М.У.
21. Теплота парообразования при Рп, r	По таблицам водяных паров
22. Коэффициент теплопередачи К, Вт/м2К
23. Термическое сопротивление загрязнения, Rзагр. м2К/Вт	Принимается по п.6.1.10. М.У.
24, Коэффициент теплопроводности стенки, l, Вт/мК	по физическим свойствам материала трубок
25. Толщина стенок труб, dст , м	Характеристика ПВП
26. Требуемая поверхность нагрева, А, м2	Ф 103/К Dtср
27. Запас поверхности нагрева, %
28. Поверхность нагрева подогревателя,Ап, м2	Характеристика ПВП

Date: 2015-09-18; view: 1435; Нарушение авторских прав