Расчет теплообменного аппарата

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2. Определение толщины загрязнения  понижающей тепловую мощность  ориентировочно в 2 раза

 

Для выбранного преимущественного т.о. аппарата. Выполним серию расчетов коэффициента теплопередачи при различных значениях толщины загрязнения со стороны одного из теплоносителей, условно считая, что неизменными в расчете остаются коэффициенты теплоотдачи и температуры теплоносителей.

- тепловая мощность.

Рассмотрим 3 случая, когда трубка со стоны воды покрыта загрязнением:

δ_з1 = 1 мм; δ_з2= 1,5 мм; δ_з3= 2 мм, δ_з4= 0,5 мм

При отсутствии загрязнения

 

Уменьшение  тепловой мощности в 2 раза произойдет при  = 0,5 = 2906 , найдем значение δ_з при этом коэффициенте теплопередачи с помощью графика.

График α = f(δ)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Исходя из графика δ_з= 0,2 мм.

Проверим  расчет

.

 

Чтобы определить на сколько изменилась тепловая мощность т.о. аппарат при данной толщине загрязнения теплопередающей поверхности достаточно найти отношение

= ∙100% = 2,71 %

Тепловая  мощность увеличилась в 0,0271 раз по сравнению с исходной.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3. Определение параметров работы  т.о.а при изменени условий  эксплуатации (ориентировочный расчет).

 

Для водоводяного т.о. аппарата выполним серию расчетов следующих параметров работы: К (коэффициент теплопередачи), тепловой мощности Q, при различных значениях скорости движения  одного из теплоносителей, а именно нагреваемой воды.

Предположим, что во время эксплуатации по какой либо причине расход нагреваемой  воды уменьшается на 20, 40 и 60% от номинального.

Расчет производим по подобранным  ранее критериальным уравнениям.

В качестве первого приближения  температур теплоносителей возьмем  температуру из предыдущего расчета.

Расчет выполним с не более чем  тремя приближениями (итерациями).

V_т = 86,4 м³ /ч (из первой части расчета).

 

1) V₁ = 0,8∙V_т

α₁ = 0,021∙Re^0,8∙Pr_ж^0,43∙( Pr_ж/Pr_cт) ^0,25∙λ/d∙ξ_l =

= 0,021∙76472^0,8∙1,6^0,43∙( )^0,25∙ =10406

3007 .

= 3007∙26,1∙26,4 = 2,07 МВт

 

2) V₁ = 0,6∙V_т

α₁ = 0,021∙Re^0,8∙Pr_ж^0,43∙( Pr_ж/Pr_cт) ^0,25∙λ/d∙ξ_l =

= 0,021∙57476^0,8∙1,6^0,43∙( )^0,25∙ = 8282

2700 .

= 2700∙26,1∙26,4 = 1,86 МВт

 

 

3) V₁ = 0,4∙V_т

(м/с)

α₁ = 0,021∙Re^0,8∙Pr_ж^0,43∙( Pr_ж/Pr_cт) ^0,25∙λ/d∙ξ_l =

= 0,021∙38334^0,8∙1,6^0,43∙( )^0,25∙ = 5990

2265 .

= 2265∙26,1∙26,4 = 1,56 МВт

 

Полученные  данные сведем в таблицу

	-60%	-40%	-20%	номинал
a ( Вт/м2 0С) от теплоносителя к трубке	5990	8282	10406	8570
a ( Вт/м2 0С) от трубки к теплоносителю	7816	7816	7816	7816
К (коэфф. теплопередачи) ( Вт/м2 0С)	1586	1882	2101	2750
Тепловая мощность Q ( МВт).	1,56	1,86	2,07	1,4

 

Построим график зависимости тепловой мощности т.о. аппарата от скорости движения  одного из теплоносителей. По нему определим какой расход соответствует ориентировочно двукратному понижению тепловой мощности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ориентировочному  двукратному понижению тепловой мощности по сравнению с исходной соответствует расход при  скорости движения нагреваемой жидкости (м/с):

α₁ = 0,021∙Re^0,8∙Pr_ж^0,43∙( Pr_ж/Pr_cт) ^0,25∙λ/d∙ξ_l =

= 0,02117535^0,8∙1,6^0,43∙( )^0,25∙ =3416

1575 .

= 1757∙26,1∙26,4 = 1,21 МВт

 

Можно сделать  вывод, что с увеличением скорости движения нагреваемой воды в водоводяном  т/о аппарате увеличивается тепловая мощность теплообменника.