Поверочный тепловой расчет конденсатора заданной конструкции

Расчет конечного температурного напора конденсатора и абсолютного давления пара в его горловине. Эксплуатационные характеристики конденсатора, его поверочный тепловой расчет по методике теплотехнического института и Калужского турбинного завода.

Рубрика Физика и энергетика
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 17.06.2015
Размер файла 289,6 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Ивановский государственный энергетический

университет имени В.И. Ленина»

Кафедра тепловых электрических станций

Контрольная работа по курсу «Тепломеханическое и вспомогательное оборудование ТЭС»

на тему «Поверочный тепловой расчет конденсатора заданной конструкции»

тепловой конденсатор напор

Выполнил:

Студент группы 5-75К

Леонтьев Н.Н., шифр 510063

Проверил:

к.т.н., доцент каф. ТЭС

Ледуховский Г.В.

Иваново - 2015

Задание

Даны конструктивные (табл. 1.1) и эксплуатационные (табл. 1.2) характеристики конденсатора. Необходимо при заданных режимных параметрах (табл. 1.3) рассчитать конечный температурный напор конденсатора дt и абсолютное давление пара в горловине конденсатора рк, используя следующие методики поверочного теплового расчета:

- Всероссийского теплотехнического института (ВТИ);

- Калужского турбинного завода (КТЗ);

- Уральского государственного технического университета (УГТУ-УПИ).

Таблица 1.1. Конструктивные характеристики конденсатора

Наименование показателя, обозначение,

единица измерения

Значение

1. Количество теплообменных трубок N, шт.

10450

2. Длина теплообменных трубок активная l, м

8,890

3. Диаметр теплообменных трубок наружный dн, м

0,028

4. Диаметр теплообменных трубок внутренний dвн, м

0,026

5. Материал теплообменных трубок

Медно-никелевый сплав МНЖ5-1

6. Число ходов конденсатора по воде z, шт.

2

7. Поверхность охлаждения конденсатора эффективная F, м2

8170

8. Площадь горловины выхлопного патрубка турбины sгорл, м2

119,1

9. Коэффициент теплопроводности материала трубок лст, Вт/(м•К)

104,7

10. Средняя ширина ленты компоновки трубного пучка Алент, м

0,289

11. Шаг разбивки трубок s1, м

0,03

12. Шаг разбивки трубок s2, м

0,03

13. Периметр трубной доски Ртр. д, м

7,34

14. Периметр трубного пучка Ртр. п, м

26,94

15. Периметр набегания пара в сечении между трубками

по периферии трубного пучка sузк, м

10

Таблица 1.2. Эксплуатационные характеристики конденсатора

Наименование показателя, обозначение,

единица измерения

Значение

1. Коэффициент состояния (степень чистоты) поверхности теплообмена б, ед.

0,9

2. Относительное содержание воздуха в паре е, кг/кг

5•10-5

3. Частота колебания теплообменных трубок fвибр, Гц

18

4. Амплитуда колебания теплообменных трубок Авибр, м

0,10•10-3

5. Ускорение свободного падения g, м/с2

9,81

6. Коэффициент, учитывающий потери тепла от наружного охлаждения зпот, ед.

0,99

7. Номинальный расход пара в конденсатор Dкном, т/ч

380

8. Среднее абсолютное давление охлаждающей воды в конденсаторе ров, бар

1,8

Таблица 1.3. Показатели режима работы конденсатора

Наименование показателя, обозначение,

единица измерения

Значение

Вариант задания

63

1. Расход охлаждающей воды через конденсатор Gв, м3/ч

17000

2. Температура охлаждающей воды на входе в конденсатор t1в, оС

2

3. Расход пара в конденсатор Dк, т/ч

350

Расчет показателей

Расчет по каждой из методик выполнен в табличном виде (табл. 1.4-1.6). Алгоритмы расчета приняты по данным [1].

Таблица 1.4. Поверочный тепловой расчет конденсатора по методике ВТИ

Наименование показателя, обозначение, единица измерения

Метод определения

Значение в итерациях

1

2

3

4

1. Проходное сечение трубок конденсатора для охлаждающей воды f, м2

f = •

2,774

2,774

2. Средняя скорость охлаждающей воды в трубках конденсатора wв, м/с

=

1,702

1,702

3. Номинальная удельная паровая нагрузка конденсатора , кг/(м2•ч)

46,512

46,512

4. Удельная паровая нагрузка конденсатора в заданном режиме dк, кг/(м2•ч)

42,84

42,84

5. Граничная удельная паровая нагрузка конденсатора , кг/(м2•ч)

= (0,9 - 0,012 • ) •

40,745

40,745

6. Отношение удельных паровых нагрузок конденсатора д, ед.

д =

1,051

1,051

7. Фактор, учитывающий влияние на коэффициент теплоотдачи паровой нагрузки конденсатора Фd, ед.

При нагрузке

значение .

При нагрузке

значение = д ? (2 - д)

1

1

8. Комплекс А

A =

Примечание. Значение dвн

подставлять в миллиметрах

0,97403

0,97403

9. Комплекс Б

Б =

0,218558

0,218558

10. Комплекс В

В = • (1 - )

0

0

11. Среднее значение коэффициента теплопередачи поверхности теплообмена конденсатора К, Вт/(м2•К)

К = 4070 • б ? A ? (1 - Б)

(1 + В) •

2788,08

2788,08

12. Температура насыщения tн, оC

Задаётся

20

19,455

13. Разность теплосодержаний пара и конденсата Дhк, кДж/кг

В первом приближении  -

по таблицам термодинамических свойств воды

и водяного пара [2] при tн

2453,58

2454,88

14. Теплоёмкость охлаждающей воды срв, кДж/(кг•К)

В первом приближении может приниматься постоянной

срв = 4,19 кДж/(кг•К)

4,19

4,19

15. Температура охлаждающей воды на выходе из конденсатора t2в, оC

= +

13,936

13,942

16. Недогрев охлаждающей воды до температуры насыщения (конечный температурный напор конденсатора) дt, оC

дt =

5,52

5,523

17. Новое значение температуры насыщения , оC

= + дt

19,455

19,465

18. Невязка расчета температуры насыщения Д, %

? = • 100 %

Если невязка ? 0,5 % ,

то расчёт повторяется с п.12 при =

2,73

0,05

19. Давление пара в паровом пространстве конденсатора рк, кПа

По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара [2] при

2,2611

2,2624

Таблица 1.5. Поверочный тепловой расчет конденсатора по методике КТЗ

Наименование показателя, обозначение, единица измерения

Метод определения

Значение в итерациях

1

2

3

4

1. Температура насыщения tн, оC

Задаётся

20

21,953

22,276

2. Разность теплосодержаний пара и конденсата Дhк, кДж/кг

В первом приближении -

по таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара [2] при tн

2453,58

2448,92

2448,15

3. Теплоёмкость охлаждающей воды срв, кДж/(кг•К)

В первом приближении может приниматься постоянной

срв = 4,19 кДж/(кг•К)

4,19

4,19

4,19

4. Температура охлаждающей воды на выходе из конденсатора t2в, оC

= +

13,935

13,913

13,909

5. Нагрев охлаждающей воды в конденсаторе Дtв, оC

? = -

11,935

11,913

11,909

6. Среднелогарифмическая разность температур теплоносителей в конденсаторе , оC

=

10,971

13,106

13,454

7. Средняя температура охлаждающей воды в конденсаторе , оC

= -

9,029

8,847

8,822

8. Коэффициент теплопроводности охлаждающей воды лв, Вт/(м•К)

По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара [2] при и ров

0,58002

0,57966

0,57961

9. Число Прандтля охлаждающей воды Prв

По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара [2] при и ров

9,81

9,884

9,894

10. Коэффициент динамической вязкости охлаждающей воды мв, Н•с/м2

По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара [2] при и ров

0,0013533

0,0013621

0,0013633

11. Удельный объём охлаждающей воды , м3/кг

По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара [2] при и ров

0,001000281

0,001000277

0,001000276

12. Коэффициент кинематической вязкости охлаждающей воды , м2/с

= •

1,354•

1,362•

1,364•

13. Проходное сечение трубок конденсатора для охлаждающей воды f, м2

f = •

2,774

2,774

2,774

14. Средняя скорость охлаждающей воды в трубках конденсатора wв, м/с

=

1,702

1,702

1,702

15. Число Рейнольдса охлаждающей воды Reв

=

32690,14

32479,07

32450,52

16. Коэффициент теплопередачи с водяной стороны бв, Вт/(м2•К)

= 0,023 • • •

5228,76

5214,15

5212,14

17. Тепловая нагрузка конденсатора Q, Вт

Q =

236147236

235711942

235632797

18. Внутренняя поверхность теплообмена трубок конденсатора Fвн, м2

= • • l • N

7588,24

7588,24

7588,24

19. Средний диаметр трубок конденсатора dср, м

0,027

0,027

0,027

20. Температура стенок трубок конденсатора tст, оC

= +

15,256

15,08

15,055

21. Температура конденсатной плёнки tпл, оC

17,628

18,517

18,666

22. Коэффициент теплопроводности конденсатной плёнки лпл, Вт/(м•К)

По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара [2] при tпл для кипящей воды

0,59533

0,59689

0,59715

23. Коэффициент динамической вязкости конденсатной плёнки мпл, Н•с/м2

По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара [2] при tпл для кипящей воды

0,0010741

0,0010471

0,0010426

24. Удельный объём конденсатной плёнки , м3/кг

По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара [2] при tпл для кипящей воды

0,001001426

0,001001503

0,001001533

25. Скрытая теплота фазового перехода r, кДж/кг

По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара [2] при tн

2453,5

2448,91

2448,14

26. Коэффициента теплопередачи по Нуссельту , Вт/(м2•К)

= 0,728

9992,34

9179,38

9078,61

27. Число Нуссельта Nu

Nu =

469,97

430,6

425,69

28. Удельный объём насыщенного пара , м3/кг

По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара [2] при tн

57,761

51,564

50,619

29. Средняя скорость пара в выхлопном патрубке турбины wп, м/с

=

47,151

42,092

41,321

30. Комплекс П

П =

0,14033

0,12528

0,12299

31. Относительный периметр набегания пара

на трубный пучок

=

0,01088

0,01088

0,01088

32. Среднее значение коэффициента теплоотдачи при конденсации пара

в трубном пучке , Вт/(м2•К)

= 19 • •

(1 + • •

4591,29

4356,65

4325,61

33. Коэффициент теплоотдачи со стороны паровоздушной смеси бсм, Вт/(м2•К)

= 0,56 • •

4218,66

4002,06

3974,54

34. Среднее значение коэффициента теплопередачи поверхности теплообмена конденсатора К, Вт/(м2•К)

К =

2207,98

2144,79

2136,21

35. Недогрев охлаждающей воды до температуры насыщения дt, оC

дt =

8,018

8,363

8,411

36. Новое значение температура насыщения , оC

= + дt

21,953

22,276

22,32

37. Невязка расчета температуры насыщения Д, %

? = • 100 %

Если невязка ? 0,5 %, то расчёт повторяется с п.1 при =

9,77

1,47

0,2

38. Давление пара в паровом пространстве конденсатора рк, кПа

По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара [2] при

2,6377

2,6902

2,6975

Таблица 3.6. Поверочный тепловой расчет конденсатора по методике УГТУ (УПИ)

Наименование показателя,

обозначение, единица измерения

Метод определения

Значение в итерациях

1

2

3

4

1. Температура насыщения tн, 

Задаётся

20

23,916

24,942

25,183

2. Разность теплосодержаний пара и конденсата Дhк, кДж/кг

В первом приближении -

по таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара [2] при tн

2453,58

2444,23

2441,8

2441,22

3. Теплоёмкость охлаждающей воды срв, кДж/(кг•К)

В первом приближении может приниматься постоянной

срв = 4,19 кДж/(кг•К)

4,19

4,19

4,19

4,19

4. Температура охлаждающей воды на выходе из конденсатора t2в, 

= +

13,935

13,89

13,878

13,875

5. Нагрев охлаждающей воды в конденсаторе Дtв, 

? = -

11,935

11,89

11,878

11,875

6. Среднелогарифмическая разность температур теплоносителей в конденсаторе , 

=

10,971

15,204

16,287

16,541

7. Средняя температура охлаждающей воды в конденсаторе , 

= -

9,029

8,712

8,655

8,642

8. Коэффициент теплопроводности охлаждающей воды лв, Вт/(м•К)

По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара [2] при и ров

0,57816

0,57939

0,57927

0,57925

9. Число Прандтля охлаждающей воды Prв

По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара [2] при и ров

9,81

9,938

9,962

9,967

10. Коэффициент динамической вязкости охлаждающей воды мв, Н•с/м2

По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара [2] при и ров

0,0013533

0,0013687

0,0013715

0,0013721

11. Удельный объём охлаждающей воды , м3/кг

По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара [2] при и ров

0,001000281

0,001000274

0,001000273

0,001000273

12. Коэффициент кинематической вязкости охлаждающей воды , м2/с

= •

1,354•

1,369•

1,372•

1,372•

13. Проходное сечение трубок конденсатора для охлаждающей воды f, м2

f = •

2,774

2,774

2,774

2,774

14. Средняя скорость охлаждающей воды в трубках конденсатора wв, м/с

=

1,702

1,702

1,702

1,702

15. Число Рейнольдса охлаждающей воды Reв

=

32690,14

32322,55

32256,6

32242,49

16. Коэффициента теплопередачи с водяной стороны бв, Вт/(м2•К)

= 0,023 • • •

5211,99

5202,95

5198,39

5197,44

17. Тепловая нагрузка конденсатора Q, Вт

Q =

236147236

235256861

235019428

234960069

18. Внутренняя поверхность теплообмена трубок конденсатора Fвн, м2

= • • l • N

7588,24

7588,24

7588,24

7588,24

19. Средний диаметр трубок конденсатора dср, м

0,027

0,027

0,027

0,027

20. Температура стенок трубок конденсатора tст, 

= +

15,276

14,945

14,886

14,874

21. Температура конденсатной плёнки tпл, оC

17,638

19,431

19,915

20,029

22. Коэффициент теплопроводности конденсатной плёнки лпл, Вт/(м•К)

По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара [2] при tпл для кипящей воды

0,59534

0,5985

0,59935

0,59954

23. Коэффициент динамической вязкости конденсатной плёнки мпл, Н•с/м2

По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара [2] при tпл для кипящей воды

0,0010738

0,0010193

0,0010046

0,0010014

24. Число Прандтля конденсатной плёнки Prпл

По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара [2] при tпл для кипящей воды

7,56

7,13

7,01

6,99

25. Теплоёмкость конденсатной плёнки ср пл, кДж/(кг•К)

По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара [2] при tпл для кипящей воды

4,1876

4,1856

4,1851

4,185

26. Удельный объём конденсатной плёнки , м3/кг

По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара [2] при tпл для кипящей воды

0,001001428

0,001001686

0,001001783

0,001001806

27. Коэффициент кинематической вязкости конденсатной плёнки , м2/с

= •

1,075•

1,021•

1,006•

1,003•

28. Скрытая теплота фазового перехода r, кДж/кг

По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара [2] при tн

2453,5

2444,3

2441,84

2441,26

29. Коэффициента теплопередачи по Нуссельту , Вт/(м2•К)

= 0,728

10003,71

8658,53

8452,17

8407,72

30. Число Нуссельта Nu

Nu =

470,49

405,08

394,86

392,66

31. Удельный объём насыщенного пара , м3/кг

По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара [2] при tн

57,761

46,082

43,483

42,901

32. Средняя скорость пара в выхлопном патрубке турбины wп, м/с

=

47,151

37,617

35,495

35,02

33. Комплекс П

П =

0,14033

0,11198

0,10567

0,10426

34. Фактор, учитывающий влияние на коэффициент теплоотдачи скорости течения пара, Фw

= 28,3 • •

0,68152

0,73004

0,73751

0,73911

35. Фактор, учитывающий влияние на коэффициент теплоотдачи натекания конденсата, Фi

1

1

1

1

36. Фактор, учитывающий влияние на коэффициент теплоотдачи содержания в паре воздуха, Фе

= 1 - 4,716 •

0,95812

0,95812

0,95812

0,95812

37. Вибрационное число Рейнольдса Reвибр

=

46,87

49,36

50,08

50,24

38. Число Кутателадзе пленки конденсата Кпл

=

124,03

65,1

58,03

56,59

39. Комплекс М

М = ,

n = 6,82 • • -

- 1,85 • •

1,04414

1,04703

1,04823

1,0485

40. Фактор, учитывающий влияние на коэффициент теплоотдачи параметров вибрации трубок конденсатора, Фf

= M

1,23944

1,25325

1,25769

1,25868

41. Относительный периметр трубного пучка конденсатора Р

P =

3,67

3,67

3,67

3,67

42. Коэффициент компактности трубного пучка конденсатора

=

9,633

9,633

9,633

9,633

43. Комплекс

=

0,035082

0,027995

0,026418

0,026065

44. Комплекс Т

0,9

0,91637

0,91981

0,92058

45. Фактор, учитывающий влияние на коэффициент теплоотдачи компоновки трубного пучка конденсатора, ФК

=

=

0,40041

0,37806

0,37199

0,37056

46. Коэффициент теплоотдачи со стороны паровоздушной смеси бп, Вт/(м2•К)

= • • • • •

3241,83

2869,52

2794,22

2777,03

47. Среднее значение коэффициента теплопередачи поверхности теплообмена конденсатора К, Вт/(м2•К)

К =

1904,8

1768,75

1739,3

1732,51

48. Недогрев охлаждающей воды до температуры насыщения дt, 

дt =

9,981

11,052

11,305

11,364

49. Новое значение температура насыщения , 

= + дt

23,916

24,942

25,183

25,239

50. Невязка расчета температуры насыщения Д, %

? = • 100 %

Если невязка ? 0,5 %,

то расчёт повторяется с п.1 при =

19,58

4,29

0,97

0,22

51. Давление пара в паровом пространстве конденсатора рк, кПа

По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара [2] при

2,971

3,159

3,2048

3,2157

Библиографический список

1. Ледуховский Г.В., Поспелов А.А. Конденсационные установки паровых турбин: расчет энергетических характеристик: Учеб. пособие / ФГБОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина». - Иваново, 2014. - 112 с.

2. Александров А.А., Григорьев Б.А. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара. Справочник. - М.: Изд-во МЭИ, 1999. - 168 с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Определение коэффициента теплоотдачи от внутренней поверхности стенки трубки к охлаждающей воде, от конденсирующегося пара к поверхности трубного пучка. Потери давления при прохождении пара через трубный пучок конденсатора. Расчет паровоздушной смеси.

    контрольная работа [699,0 K], добавлен 20.11.2013

  • Характеристика котла ТП-23, его конструкция, тепловой баланс. Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания топлива. Тепловой баланс котельного агрегата и его коэффициент полезного действия. Расчет теплообмена в топке, поверочный тепловой расчёт фестона.

    курсовая работа [278,2 K], добавлен 15.04.2011

  • Конструкция и характеристики котла. Расчет объёмов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания. Определение расхода топлива. Поверочный тепловой расчет водяного чугунного экономайзера, воздухоподогревателя, котельного пучка, камеры дожигания, фестона, топки.

    курсовая работа [2,9 M], добавлен 28.02.2015

  • Описание конструкции котла. Общие характеристики топлива; коэффициенты избытка воздуха. Расчет объемов продуктов сгорания, доли трехатомных газов и концентрации золовых частиц. Тепловой расчет пароперегревателя, поверочный расчет водяного экономайзера.

    курсовая работа [364,8 K], добавлен 27.05.2015

  • Тепловая схема нерегенеративной паротурбинной установки, ее конденсатно-питательная и масляная система. Водоопреснительная установка и циркуляционная система главного конденсатора. Система главного и вспомогательного пара. Описание и расчет конденсатора.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 17.07.2013

  • Описание конструкции котлоагрегата, его поверочный тепловой и аэродинамический расчет. Определение объемов, энтальпий воздуха и продуктов сгорания. Расчет теплового баланса и расхода топлива. Расчет топочной камеры, разработка тепловой схемы котельной.

    курсовая работа [1,5 M], добавлен 07.01.2016

  • Расчетные характеристики топлива. Материальный баланс рабочих веществ в котле. Тепловой баланс котельного агрегата. Характеристики и тепловой расчет топочной камеры. Расчет фестона, пароперегревателя, воздухоподогревателя. Характеристики топочной камеры.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 21.06.2015

  • Основные цели поверочного расчета. Предназначение котельного агрегата БКЗ 210-140. Тепловой расчет парогенератора: анализ пароперегревателя, фестона, перегревателя, сущность конструктивных размеров воздухоподогревателя. Анализ дымососа и вентилятора.

    курсовая работа [207,7 K], добавлен 12.03.2012

  • Расчет объемов и энтальпий продуктов сгорания твердого топлива. Распределение тепловосприятий по поверхностям нагрева котла. Распределение по пароводяному тракту. Расчет трубчатого воздухоподогревателя. Тепловой баланс котла. Поверочный расчет ширм.

    курсовая работа [334,5 K], добавлен 23.11.2012

  • Поверочный тепловой расчет котла КВ-Р–4,65–150. Конструктивный расчет хвостовых поверхностей нагрева. Тепловой баланс котельного аппарата. Предварительный подбор дымососов и дутьевых вентиляторов. Аэродинамический расчет газовоздушного тракта котлов.

    дипломная работа [2,2 M], добавлен 15.10.2011

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.