Тепловой расчёт бойлеров
3.1.1 Исходные данные для теплового расчёта бойлеров
Таблица 6 – Параметры воды и пара основных бойлеров
Таблица 7 – Параметры воды и пара пиковых бойлеров
Таблица 8 – Параметры воды и пара бойлеров в неотопительный период
3.1.2 Тепловой расчёт кожухотрубчатых основных бойлеров в отопительный период Тепловая мощность бойлера кДж/ч: , (1) где – расход подогреваемой воды, кг/ч; – теплоёмкость воды /1,254/; - температура воды при входе в бойлер, ˚С /таблица 1/; - температура воды при выходе из бойлера, ˚С /таблица 1/. Часовой расход обогревающего пара , кг/ч, находится из уравнения теплового баланса: (2) где кДж/кг - теплосодержание (энтальпия) обогревающего пара при входе в бойлер /3, 434/; кДж/кг - теплосодержание (энтальпия) обогревающего пара при выходе из бойлера /3, 434/; - КПД бойлера, учитывающий потери в окружающую среду /1,254/. кг/ч Средняя разность температур ˚С: , (3)
где - температура нагреваемой воды, ; - температура нагретой воды, .
˚С Коэффициент теплоотдачи от конденсирующегося пара к стенкам нагревательных трубок : , (4) где – внешний диаметр трубы, м; – теплота парообразования насыщенного пара, кДж/кг; γ – удельный вес конденсата, м3/кг; - коэффициент вязкости конденсата, м2/с; - температура стенки со стороны пара, ˚С. Обозначая выражение через , а через Δt, получим: , (5) где зависит от температуры конденсата. Температура конденсата , ˚С: , (6) где - температура стенки со стороны пара, ; . (7) ˚С
˚С
При ; ккал/кг.
Коэффициент теплоотдачи от стенок труб к нагреваемой воде :
, (8)
где - средняя температура воды, ˚С;
; (9)
– внутренний диаметр трубки /3, 38/;
– скорость воды, м/с;
, (10)
где – площадь живого сечения для прохода воды в трубках /3, 38/; – плотность воды при средней температуре воды /2, 434/. м/с
Коэффициент теплопередачи от пара через стенку трубы к воде , :
(11)
где =1*10-3 м - толщина стенки трубы /3, 38/;
- теплопроводность латуни /1, 443/.
Вт/(м*˚С)
Средний тепловой поток через стенку 1 м трубки , Вт/м:
(12)
Вт/м
Площадь поверхности нагрева бойлера : (13)
Коэффициент теплопередачи от пара через стенку трубы к воде с учётом поправочного коэффициента на загрязнение трубок , :
(14)
где - поправочный коэффициент на загрязнение трубок /3, 51/.
Средний тепловой поток через стенку 1 м трубки определяется по формуле (12):
Площадь поверхности нагрева бойлера определяется по формуле (13):
3.1.3 Тепловой расчёт кожухотрубчатого пикового бойлера Тепловая мощность бойлера определяется по формуле (1):
Часовой расход обогревающего пара определяется по формуле (2):
кг/ч
Средняя разность температур определяется по формуле (3):
˚С
Температура стенки определяется по формуле (7):
˚С
Температура конденсата определяется по формуле (6):
˚С
При ; . Коэффициент теплоотдачи от конденсирующегося пара к стенкам нагревательных трубок определяется по формуле (5):
Средняя температура воды определяется по формуле (9):
Плотность воды при средней температуре . /2, 434/ Скорость воды определяется по формуле (10):
м/с
Коэффициент теплоотдачи от стенок труб к нагреваемой воде определяется по формуле (8):
Коэффициент теплопередачи от пара через стенку трубы к воде определяется по формуле (11):
Средний тепловой поток через стенку 1 м трубки определяется по формуле (12):
Вт/м
Площадь поверхности нагрева бойлера определяется по формуле (13): м2
Коэффициент теплопередачи от пара через стенку трубы к воде с учётом поправочного коэффициента на загрязнение определяется по формуле (14):
Средний тепловой поток через стенку 1 м трубки определяется по формуле (12):
Вт/м
Площадь поверхности нагрева бойлера определяется по формуле (13):
3.1.4 Тепловой расчёт кожухотрубчатых бойлеров в неотопительный период Тепловая мощность бойлера определяется по формуле (1):
Часовой расход обогревающего пара определяется по формуле (2):
Часовой расход обогревающего пара для двух бойлеров:
Средняя разность температур определяется по формуле (3):
˚С
Температура стенки определяется по формуле (7):
˚С
Температура конденсата определяется по формуле (6):
˚С
При , ккал/кг. Коэффициент теплоотдачи от конденсирующегося пара к стенкам нагревательных трубок определяется по формуле (5):
Средняя температура воды определяется по формуле (9): ˚С
При средней температуре воды . /2,434/ Скорость воды определяется по формуле (10):
м/с
Коэффициент теплоотдачи от стенок труб к нагреваемой воде определяется по формуле (8):
Коэффициент теплопередачи от пара через стенку трубы к воде определяется по формуле (11):
Средний тепловой поток через стенку 1 м трубки определяется по формуле (12):
Площадь поверхности нагрева бойлера определяется по формуле (13):
Коэффициент теплопередачи от пара через стенку трубы к воде с учётом поправочного коэффициента на загрязнение определяется по формуле (14):
Средний тепловой поток через стенку 1 м трубки определяется по формуле (12): Вт/м
Площадь поверхности нагрева бойлера определяется по формуле (13):
3.1.5 Тепловой расчёт пластинчатого основного бойлера в отопительный период Тепловая мощность бойлера определяется по формуле (1):
кДж/ч
Принимаем КПД бойлера . Часовой расход обогревающего пара определяется по формуле (2):
кг/ч
Соотношение числа ходов греющего пара и нагреваемой воды m:
, (15)
где живое сечение одного межпластинчатого канала, . Принимаем тип пластины 0,5 Пр. Технические показатели пластины представлены в таблице 9. Принимаем оптимальную скорость воды м/с /4/. Плотность воды определяется по средней температуре воды , ˚С:
(16)
˚С
Для средней температуры воды плотность воды . /2, 434/
Таблица 9 – Технические показатели пластины
Принимаем по пару и нагреваемой воде. Общее живое сечение каналов в пакете , :
(17)
Скорость воды , м/с:
(18)
м/с
Эквивалентный расход потока по пару , кДж/(с*˚С):
(19)
Эквивалентный расход потока по воде , кДж/(с*˚С):
(20)
Число ступеней подогрева : (21) где - удельный параметр пластины /1,274/; безразмерная удельная тепловая нагрузка; , (22)
где - максимально возможный температурный перепад;
. (23)
˚С
Принимаем 2 хода в теплообменнике (несимметричная компоновка). Принимаем температуру конденсата 102˚С. Для этой температуры: ; ; /2, 434/. Средняя разность температур , ˚С:
(24) ˚С Коэффициент теплоотдачи от пара к стенке пластины , :
, (25)
где критерий Нуссельта; - коэффициент теплопроводности конденсата /2, 434/; - эквивалентный диаметр канала пластины /таблица 9/. Для вертикальной стенки при конденсации пара на ней критерий Нуссельта Nu определяется по формуле:
, (26)
где критерий Прандтля; критерий конденсации; ; (27)
где - критерий Галилея; , (28)
где - вязкость конденсата /2, 434/. , (29)
где кДж/кг - теплота испарения /2, 434/; кДж/(кг*˚С) - теплоёмкость конденсата.
, (30)
где - температура стенки со стороны пара, ˚С; определяется по формуле (7).
При температуре стенки /2, 434/.
˚С
Коэффициент теплоотдачи от стенки пластины к воде , :
, (31)
где – коэффициент пластины.
Коэффициент теплопередачи К определяется по формуле (11):
где коэффициент теплопроводности стали = 60 . Тепловой поток определяется по формуле (12):
Площадь нагрева бойлера определяется по формуле (13):
Действительная поверхность нагрева бойлера F, м2:
(32)
Количество пластин n при площади поверхности одной пластины :
(33)
3.1.6 Тепловой расчёт пластинчатого пикового бойлера Тепловая мощность бойлера определяется по формуле (1):
Часовой расход обогревающего пара определяется по формуле (2):
Принимаем тип пластины 0,5 Пр. Принимаем оптимальную скорость воды м/с. Средняя температура воды определяется по формуле (16):
Для этой температуры плотность воды . Соотношение числа ходов греющего пара и нагреваемой воды определяется по формуле (15):
Принимаем . Общее живое сечение каналов в пакете определяется по формуле (17):
Скорость воды определяется по формуле (18):
Эквивалентный расход потока по пару определяется по формуле (19):
Эквивалентный расход потока по воде определяется по формуле (20):
Максимально возможный температурный перепад определяется по формуле (23):
Безразмерная удельная тепловая нагрузка определяется по формуле (22):
Число ступеней подогрева определяется по формуле (21):
Принимаем 1 ход в теплообменнике (симметричная компоновка). Принимаем температуру конденсата 155˚С. Для этой температуры: ; ; . Средняя разность температур , ˚С:
(34)
Температура стенки со стороны пара определяется по формуле (7):
Критерий Галилея определяется по формуле (28):
Критерий конденсации определяется по формуле (27):
Критерий Нуссельта определяется по формуле (26):
Коэффициент теплоотдачи от пара к стенке пластины определяется по формуле (25):
Коэффициент теплоотдачи от стенки пластины к воде определяется по формуле (31):
Коэффициент теплопередачи определяется по формуле (11):
Тепловой поток определяется по формуле (12):
Площадь нагрева бойлера определяется по формуле (13):
Действительная поверхность нагрева бойлера определяется по формуле (32):
Количество пластин при площади поверхности одной пластины fпл=0,5м2 определяется по формуле (33):
3.1.7 Тепловой расчёт пластинчатого бойлера в неотопительный период Тепловая мощность бойлера определяется по формуле (1):
Часовой расход обогревающего пара определяется по формуле (2):
Принимаем температуру конденсата 90˚С. Для этой температуры:
; ; . Средняя разность температур определяется по формуле (34):
˚С
Температура стенки со стороны пара определяется по формуле (7):
Средняя температура воды определяется по формуле (16):
Критерий Галилея определяется по формуле (28):
Критерий конденсации определяется по формуле (27):
Критерий Нуссельта определяется по формуле (26):
Коэффициент теплоотдачи от пара к стенке пластины определяется по формуле (25):
Коэффициент теплоотдачи от стенки пластины к воде определяется по формуле (31):
Коэффициент теплопередачи определяется по формуле (11): Тепловой поток определяется по формуле (12):
Площадь нагрева бойлера определяется по формуле (13):
Популярное: Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ... Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (342)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |