Расчет теплообменника

 

 

 

 

 

 

 

 

                             7 Подбор баков-аккумуляторов

 

          Для подбора бака-аккумулятора строим интегральный график потребления теплоты за (рисунок 5 ) смену. По оси абцис откладываем часы, а по оси ординат из сменного графика расход горячей воды (рисунок 5) в возрастающем порядке (интегральный график) и средний расход за смену  .

 

Рисунок 5 Интегральный график потребления горячей воды:

а -  интегральный график расхода  горячей воды;

б – график выработки горячей  воды.

 

                                             м³/ч,

          Расчетная емкость баков-аккумуляторов соответствует максимальной разности между линями а и б.

        Число баков аккумуляторов принимаем не менее 2. Геометрический объем баков-аккумуляторов на 5…10% больше расчетного.

       V_ак=1,3+1,3·10/100=1,43 м³/ч

Число баков- аккумуляторов принимаем  равным 2.

 

 

8 Расчет установки  по использованию паро- конденсатной  смеси для нужд горячего водоснабжения и воздушного отопления

 

   

 

         Определяем средневзвешенную энтальпию пароконденсатной смеси по формуле

                                  

,                                            (53)

кДж/кг,

кДж/кг,

кДж/кг,

кДж/кг,

кДж/кг.

 

Среднетепловой ресурс пароконденсатной смеси Q_пкс, кДж/ч:

,        (54)

кДж/ч

Количество отсепарированного  пара Д_с, кг/ч, определяем по формуле:

 

 

,                                  (55)

где – энтальпия кипящей воды при давлении в сепараторе Р_с, кДж/кг (принимаем равным 762,6 кДж/кг);

r_с – теплота парообразования при этом же давлении, кДж/кг (принимаем равным 2014,1 кДж/кг).  

Давление в сепараторе составляет 0,17…0,18 МПа.

 кг/ч,

Внутренний объем сепаратора V_с, м³, находим по формуле:

,                                      (56)

где - удельный объем сухого насыщенного пара при давлении Р_с, м³/кг (приложение М);

Х_с – степень сухости отсепарированного пара, (принимаем 0,9…0,95);

 

 

q_v – объемное тепловое напряжение парового пространства сепаратора, м³/(м³×с), (принимаем равным 0,5…0,6).

 м³.

 

Внутренний диаметр d_вн, м, подбирается из условия, что скорость пара в корпусе w не должна превышать 2 м/с.

.                                                     (57)

м.

 

      Количество теплоты отсепарированного пара Q_оп, кДж/ч, и направляемого в калорифер:

                                                                Q_оп=Д_с×h_c,                                (58)

 

где h_с – энтальпия отсепарированного пара, кДж/кг

      =762,6+2014,1 0,9=2575,3,                                               (59)

 Q_оп=594,68 2575,3=153 1473,4 кДж/ч,

       Утилизированная теплота в калорифере Q_кал, кДж/ч:

,                    (60)

где h_к – энтальпия конденсата после калорифера, кДж/кг (принимается при температуре конденсата t_к=85…95°С).

h_k=c_р.в. ×t_k=4,19×0,9=3,771 кДж/кг,

ГДж/ч.

Поверхность нагрева калорифера А_кал, м², определяем по формуле:

 

                                                        ,                      (61)

 

где h_кал – кпд калорифера (принимаем равным 0,85…0,95);

К_кал – коэффициент теплопередачи калорифера, кВт/(м²×К) (принимаем 0,04…0,06 кВт/(м²×К).

 

       Средняя разность температур между паром и нагреваемым воздухом рассчитываем по формуле:

,                                                (62)

где Dt_б – наибольшая разность температур, °С;

Dt_м – наименьшая разность температур, °С.

 

 

 

Температуру холодного воздуха t_х.воз. принимаем 15…18°С, горячего t_г.воз. – 60…70°С.

м².

         Количество теплоты, поступающей с кипящей водой в водоводяной подогреватель Q_кв, кДж/ч, определяем по формуле:

                                                     .                               (63)

 ГДж/ч.

Количество утилизируемой теплоты  в теплообменнике Q_ВВП, кДж/ч, равно:

 

,                     (64)

где - энтальпия конденсата после водоводяного подогревателя, кДж/кг (принимаем при температуре =50…60°С).

h_k=c_р.в. ×t_k=4,19×50=209,5 чДж/кг.

 

Поверхность нагрева водоводяного нагревателя А_ВВП, м², рассчитываем по формуле:

,                      (65)

где V_ВВП – производительность утилизационного теплообменника, м³/ч.

     V_ВВП =42,6 м³/ч,

 

м².

 

 

    Средняя разность температур между охлаждаемым конденсатом и нагреваемой водой определяется на основании температурного графика.

Температура конденсата на входе в  водоподогреватель t_с определяем по температуре кипения воды при давлении Р_с=0,17…0,18 МПа (t_с=115…117°С), t_х.в. принимается равным +10°С; =50…60°С на выходе из подогревателя в соответствии с технологическим процессом.

Подбираем водоводяные теплообменники.

Количество теплоты, возвращаемой с переохлажденным конденсатом  после водоподогревателя , кДж/ч, и с конденсатом после калорифера ,

 

кДж/ч, определяется:

;           (66)

 ГДж/ч.

.                   (67)

 кДж/ч.

Коэффициент утилизации теплоты пароконденсатной смеси К_утил, %:

         (68)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                         

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                      ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В процессе работы произвели  расчет для составления теплового баланса предприятия, начертили графики потребления теплоносителей, гидравлический и тепловой расчет теплопроводов, а также расчет водоподогревателей систем отопления и горячего водоснабжения, произвели подбор баков-аккумуляторов, расчитали установки по использованию пароконденсатной смеси для нужд горячего водоснабжения и воздушного отопления.

           Таким образом система теплоснабжения предприятия обеспечивае выработку и бесперебойную подачу в цеха теплоносителей заданных параметров, обеспечивающих гарантированный выпуск высококачественной продукции.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                        БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

       1. Р.А. Амерханов, А.С. Бессарб и др. Теплоэнергетические установки и системы сельского хозяйства (Под редакцией Б.Х. Драганова) – М.: Колос-Пресс. 2002. – 433 с.

2. Инструкция по нормированию  расхода топлива, тепловой  и электрической энергии для предприятий молочной промышленности – М.: ВНИИМП 1980 – 177 с.

3. Инструкция по нормированию  расхода топлива, тепловой и  электрической энергии для предприятий мясной промышленности. – М.: ВНИИМП, 1982 - 175 с.

4. С.И. Ноздрин, Г.С. Руденко Системы теплоснабжения предприятий мясной и молочной промышленности. – М.: МГАПБ, 1994 – 102 с.

5. Тепловая защита зданий ТСН  23-318-2000 РБ – Уфа – 2001 59 с.

6. Роддатие К.Ф., Полторецкий А.Н.  Справочник по котельным установкам  малой производительности. – М.: Энергоатомиздат, 1989 - 487 с.

7. А.А. Захаров Применение теплоты  в сельском хозяйстве – М.: Агпромиздат 1986 – 286 с.