Принципы водоподготовки
Определение конструктивных размеров вертикальной одноступенчатой испарительной установки. Теплота, теряемая с продувочной водой и затрачиваемая на образование вторичного пара. Коэффициент теплоотдачи от пара к стенке. Поверхность нагрева батарей.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | задача |
Язык | русский |
Дата добавления | 16.05.2015 |
Размер файла | 70,8 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/
Задание
Определить конструктивные размеры вертикальной одноступенчатой испарительной установки. Исходные данные для расчета приведены в табл. 1 и 2. По результатам расчета сделать чертеж установки форматом А4.
1. Продуваемый раствор. 2. Конденсат первичного пара. 3. Первичный пар. 4. Питательная вода. 5. Вторичный пар.
Исходные данные:
Р1 = 0,55 МПа - давление первичного пара
Р2 = 0,35 МПа - давление вторичного пара
t1o - пар насыщенный
D2 = 4,4 кг/c - производительность по вторичному пару
lу = 0,28 м - высота жидкости над кипятильными трубами
lпп = 2,4 м - высота парового пространства
lвд = 0,7 м - высота верхнего днища с сепаратором пара
lнд = 0,5 м - высота нижнего днища
dн = 32 мм - наружный диаметр труб батареи
Rv = 168 м3/м3•ч - предельное напряжение парового пространства
ц = 0,8 - коэффициент
Х = 15% - величина продувки испарителя
м = 0,90 - коэффициент загрязнения труб
lб = 2,5 м - высота труб батареи
д = 2 мм - толщина стенки трубы
щ = 2,5 м/ч - скорость питательной воды в межтрубном пространстве.
По таблицам теплофизических свойств воды и водяного пара:
Температура первичного пара при Р1=0,55 МПа - t1=168оС
Энтальпия первичного пара - h1=2752,3 кДж/кг
Энтальпия вторичного пара при Р1=0,55 МПа - h2=2732,0 кДж/кг
Энтальпия конденсата первичного пара - hк=655,9 кДж/кг
Энтальпия кипящей воды - hкв=584,3 кДж/кг
Энтальпия питательной воды - hпв=hкв-50=534,3 кДж/кг
Температура кипящей воды при Р2=0,35 МПа - t2=138,86оС
Температура питательной воды при hпв=534,3 кДж/кг - tпв=127,17оС
Решение
1. Теплота, необходимая для образования 1 кг вторичного пара, q1,2, кДж/кг:
q1,2 = (h2 - hкв) + (1 + X/100)•(hкв - hпв) =(2732,0-584,3)+(1+15/100)•(584,3-534,3)=2205,2 кДж/кг
2. Теплота, отдаваемая воде 1 кг первичного пара, q1,2, кДж/кг:
q1,1 = h1 - hк = 2752,3-655,9=2096,4 кДж/кг
3. Общий расход первичного пара, D1, кг/c:
D1 = D2•q1,2/q1,1 = 4,4 • 2205,2/2096,4=4,6 кг/с
4. Теплота, теряемая с продувочной водой, Qпр, кДж/кг:
Qпр = D2•X/100•(hкв - hпв) = 4,4•15/100•(584,3-534,3)=33 кДж/кг
5. Теплота, затрачиваемая на образование вторичного пара, Q2, кДж/кг:
Q2 = D2•q1,2 = 4,4•2205,2=9702,88 кДж/кг
6. Средняя температура нагреваемой воды, Ќв, оС:
Ќв, = 0,5•(tкв + tпв)=0,5•(168+127,17)=147,59 оС
7. Средняя температура стенки труб, Ќст, оС:
Ќст,= 0,5•(t1 + Ќв) =0,5•(168+147,59)=157,79 оС
8. Средняя температура конденсатной пленки, Ќпл, оС:
Ќпл,= 0,5•(t1 + Ќст) = 0,5•(168+157,79)=162,89 оС
9. Теплофизические характеристики конденсатной пленки при данной Ќст:
- теплоемкость - С = 4,346 кДж/кг
- теплопроводность - л = 0,684 Вт/м2•К
- коэффициент кинематической вязкости - н=0,211•10-6 м2/с
- коэффициент температуропроводности - б=17,21•10-8 м2/с
10. Критерий Галилея, Ga, - показывает соотношение между силами гравитации и силами вязкости в среде:
Ga = g•(lб)3/н2= (9,8 м/с2•(2,5)3)/(0,211•10-6м/с2)2=3,44•1015
11. Критерий Прандтля, Pr, - учитывает влияние физических свойств теплоносителя на теплоотдачу:
Pr = н/б
- при данной Ќв - Prв = 1,11
- при данной Ќст - Prст = 1,25
- при данной Ќпл - Prпл = 1,18
12. Коэффициент К1:
К1 = r/С•(t1 - Ќст)=2082,2/4,346•(168-157,79)=44,79
где r - скрытая теплота парообразования кДж/кг, при данном Р2 r = 2082,2 кДж/кг
13. Критерий Нуссельта, Nu, - характеризует соотношение между интенсивностью теплообмена за счёт конвекции и интенсивностью теплообмена за счёт теплопроводности
Nu = 0,42•(Ga•Prпл•K1)0,28•(Pr1/Prст)0,25=
=0,42•(3,44•1015•1,18•44,79)0,28•(1,11/1,25)0,25=27423,88
14. Коэффициент теплоотдачи от пара к стенке, б1, Вт/м2•К:
б1 = Nu•л/lб=27423,88•(301/2,5)=7503,17 Вт/м2•К
15. Температурный напор от стенок к кипящей воде, Дt2, оС:
Дt2 = Ќст - Ќв=157,79-147,59=10,2 оС
16. Коэффициент теплоотдачи от стенки к кипящей воде, б2, Вт/м2•К:
б2 = 1,163•39•Дt22,33•(10•Р2)0,5=1,163•39•10,22,33•(10•0,35•10)0,5=18998 Вт/м2•К
17. Удельный тепловой поток, q2, кДж/м2•с:
q2 = б2•Дt2=18998•10,2=193782 кДж/м2•с
18. Коэффициент теплопередачи, К, Вт/м2•К:
К = 1/(1/б1 + д/л + 1/б2)=
=1/((1/7503,17)+(0,002/253,9)+(1/18998))=516,019Вт/м2•К
19. Удельный тепловой поток, q, кДж/м2•с:
q = К(t1 - t2)=516,019•(168-138,86)=1503,79 кДж/м2•с
20. Поверхность нагрева батарей, F, м2:
F = q2/(м?К(t1 - t2))= 193,78•106/(88831,38•0,9•(168-138,86))=5,93м2
испарительный продувочный труба пар
21. Расчетное предельное напряжение парового пространства, Rv1, м3/м3•ч
Rv1 = Rv•ц =168•0,8=134,4 м3/м3•ч
22. Объемная производительность вторичного пара, V, м3/ч:
V =(3600•D2)/с2=(3600•4,4)/1,966=8056,96 м3/ч
при данных значениях Р2=0,35 МПа и t2=138,86оС, с2 = 1,966 кг/м3
23. Объем парового пространства и испарителя, Vп.пр, м3:
Vп.пр = V/Rv =8056,96/134,4=59,94м3
24. Диаметр испарителя, Dи, м:
Dи = [(4/р)•(Vп.пр/lпп)]0,5=((4/3,14)•(59,94/2,4))0,5=5,79 м
25. Высота аппарата, L, м:
L = lвд + lпп + lу + lб + lнд =0,7+2,4+0,28+2,5+0,5=6,38 м
26. Количество труб батареи, n, шт.:
n = F/(р?dн•lб)=5,93/(3,14•0,032•2,5)=23,61 шт.
27. Общая площадь труб батареи, Fтб, м2:
Fтб = р?dн2•n/4=(3,14•0,032•23,61)/4=0,019 м2
28. Расход питательной воды, Dпв, кг/с:
Dпв = D2 + Dпр= 4,4+4,6=9,0 кг/с
29. Свободное сечение батареи, Fсб, м2:
Fсб = Dпв/щпв=9,0/2,5=3,6 м2
30. Диаметр батареи, Dб, м:
Dб = [(4•(Fтб + Fсб))/р]0,5=((4•(8,31+3,6))/3,14)0,5=2,15 м
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Кипение как процесс перехода из жидкой фазы в газообразную (пар). Выделение теплоты при конденсации пара (скрытая теплота конденсации). Режимы процесса кипения. Образование пузыря в несмачиваемой впадине на стенке. Коэффициент теплоотдачи при кипении.
презентация [4,3 M], добавлен 15.03.2014Проведение исследования схемы движения воды в поверхностях нагрева. Уменьшение гидравлического сопротивления подогревателя через охлаждение греющего пара. Определение теплоотдачи от пара к стенке и от стенки к воде. Тепловой расчет охладителя дренажа.
контрольная работа [262,4 K], добавлен 20.11.2021Тепловой расчёт подогревателя, описание его работы. Прочностной расчёт деталей. На основе представленных расчётов определение влияния изменений величины давления пара на температуру насыщения пара, средний коэффициент теплоотдачи, поверхность теплообмена.
курсовая работа [62,2 K], добавлен 15.12.2009Процесс расширения пара в турбине в h,s-диаграмме. Баланс основных потоков пара и воды. Определение расхода пара на приводную турбину. Расчет сетевой подогревательной установки, деаэратора повышенного давления. Определение тепловой мощности энергоблоков.
курсовая работа [146,5 K], добавлен 09.08.2012Определение предварительного расхода пара на турбину. Расчет установки по подогреву сетевой воды. Построение процесса расширения пара. Расчёт сепараторов непрерывной продувки. Проверка баланса пара. Расчёт технико-экономические показателей работы станции.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 16.10.2013Расчёт принципиальной тепловой схемы как важный этап проектирования паротурбинной установки. Расчеты для построения h,S–диаграммы процесса расширения пара. Определение абсолютных расходов пара и воды. Экономическая эффективность паротурбинной установки.
курсовая работа [190,5 K], добавлен 18.04.2011Построение процесса расширения пара в h-s диаграмме. Расчет установки сетевых подогревателей. Процесс расширения пара в приводной турбине питательного насоса. Определение расходов пара на турбину. Расчет тепловой экономичности ТЭС и выбор трубопроводов.
курсовая работа [362,8 K], добавлен 10.06.2010Цикл парогазовой установки с конденсационной паровой турбиной, разработка ее схемы и расчет элементов. Параметры оптимальных режимов ПГУ с впрыском пара по простейшей схеме. Определение параметров и построение в термодинамических диаграммах цикла.
курсовая работа [980,7 K], добавлен 14.12.2013Определение мощности теплового потока при конвективной теплопередаче через трубу заданного диаметра. Расход пара на обогрев воды в пароводяном теплообменнике, превращение пара в конденсат. Изменение температуры теплоносителей вдоль поверхности нагрева.
контрольная работа [308,7 K], добавлен 13.05.2015Упругость водяного пара. Удаление адсорбированного вещества с поверхности адсорбента. Зависимость между влажностью материала и относительной упругостью водяного пара. Диффузия водяного пара через ограждение. Коэффициент паропроницаемости материала.
контрольная работа [286,6 K], добавлен 26.01.2012