Материал: Теплообменное оборудование предприятий

Диаметры распределительных и отводящих коллекторов рассчитываются по формуле (2.32) из условия, что по ним проходит расход воды G/2 . Диаметр парового патрубка и патрубка для отвода конденсата определяются также по формуле (2.32) в расчёте на полный расход пара (конденсата). На основании расчётных значений диаметров коллекторов и патрубков следует выбрать по сортаменту стандартные трубы.

2.5. Гидравлический расчёт

Гидравлический расчёт выполняется на основе расчётной схемы в соответствии с конструктивным оформлением теплообменного аппарата. На рис. 2.13 приведены расчётные схемы парожидкостных теплообменных аппаратов с прямыми и U-образными трубками конструкций, представленных на рис. 2.4, 2.6 и 2.7.

Рис. 2.13. Схемы для гидравлического расчёта аппаратов:

а – вертикального с прямыми трубками; б – вертикального с U-образными трубками; в – горизонтального с прямыми трубками

51

Потери напора на трение рассчитываются по формуле (1.12). При этом длина пути потока жидкости составляет l H Z, а коэффициент сопротивления трению определяется по формулам из

табл. 1.5.

Потери напора на местные сопротивления рассчитываются по формуле (1.17). Характер и количество местных сопротивлений определяется гидравлической схемой аппарата, а численные значения коэффициентов местных сопротивлений i принимаются в соответ-

ствии с табл. 1.6. Порядковый номер i на схемах, представленных

на рис. 2.13, соответствует порядковому номеру коэффициентов в табл. 1.6.

Гидравлический расчёт аппаратов со спиральными трубками имеет свои особенности. Схема для гидравлического расчёта подогревателя высокого давления, конструкция которого приведена на рис. 2.8, представлена на рис. 2.14.

Потери напора по длине рассчитываются по формуле (1.12) отдельно для центрального коллектора и спиральных трубок.

При расчёте сопротивления в центральном коллекторе ΔP1тр дли-

ной пути является высота аппарата H , а определяющим размером – внутренний диаметр коллектора. Коэффициент сопротивления 1 определяется в зависимости от числа Re1, где определяющим разме-

ром является тот же диаметр.

При расчёте сопротивления в спиральных трубках длиной пути является общая протяжённость спи-

ральных трубок с учётом числа ходов L Z . Коэффициент сопротивления 2 рассчитывается в зависимости от числа Re2 , в котором определяющим размером является внутренний диаметр трубок.

При определении потерь напора на местные сопротивления по формуле (1.17) наряду с характерными сопротивлениями учитывают

ответствует порядковому номеру коэффициентов в табл. 1.6.

Выводы

В разделе 2 представлены рекуперативные парожидкостные теплообменные аппараты (ПЖТОА). Описана область применения аппаратов, приведена схема установки регенеративных подогревателей питательной воды, описана конструкция аппаратов с вертикальными и горизонтальными прямыми трубками (жёсткой и нежёсткой конструкции), с U-образными и спиральными трубками. Приведены основы теплового, конструктивного и гидравлического расчёта теплообменников.

Вопросы для самоконтроля

1.Опишите сферу применения различных парожидкостных теплообменников.

2.Почему область применения аппаратов жёсткой конструкции лимитируется давлением?

3.Какова цель теплового расчёта ТОА?

4.Напишите уравнение теплового баланса ПЖТОА.

5.Что такое «скрытая теплота парообразования»?

6.Напишите формулу Нуссельта для определения коэффициента теплоотдачи при плёночной конденсации водяного пара.

7.Расставьте перегородки в верхней и нижней камере ТОА с прямыми трубками.

8.В чём заключается преимущество методики Лабунцова по сравнению с методикой Нуссельта?

9.Напишите критериальное уравнение для определения коэффициента теплоотдачи при движении жидкости внутри трубы.

11.Какова цель гидравлического расчёта теплообменников?

12.От чего зависят потери напора трение и на местное сопротивление?

53

ГЛАВА 3. РЕКУПЕРАТИВНЫЕ ЖИДКОСТНО– ЖИДКОСТНЫЕ ТЕПЛООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ

3.1. Области применения

Вжидкостно-жидкостных теплообменных аппаратах и греющей

инагреваемой рабочими средами являются жидкие теплоносители. Теплота передаётся от одной среды к другой непрерывно во времени через разделяющую их стенку. Они широко используются в системах теплоснабжения в качестве водо-водяных подогревателей, для охлаждения масла водой в системах смазки подшипников паровых турбин и компрессорных машин, для подогрева жидкого топлива. Используются для нагревания и охлаждения различных растворов в теплотехнологических процессах химической, пищевой, целлюлозно–бумажной

идругих отраслях промышленности.

На рис. 3.1 приведена принципиальная схема установки водоводяных подогревателей в тепловом пункте системы теплоснабжения.

Рис. 3.1. Принципиальная схема установки водо-водяных подогревателей в тепловом пункте:

I пр, II пр – прямой трубопровод сетевой воды 1-го и 2-го контуров;

I обр, II обр – обратный трубопровод сетевой воды 1-го и 2-го контуров; ВВП – водо–водяной подогреватель; Н – насосы 2 го контура; – задвижки

54

Тепловые пункты представляют собой узлы подключения потребителей тепловой энергии к тепловым сетям и предназначены для подготовки теплоносителя, регулирования его параметров перед подачей в местные системы отопления и горячего водоснабжения.

В качестве примера использования маслоохладителей на рис. 3.2 приведена принципиальная схема системы маслоснабжения паровой турбины [19].

Рис. 3.2. Принципиальная схема системы маслоснабжения турбины К–300–240–1 ЛМЗ:

1, 2, 3 – цилиндры высокого, среднего и низкого давления; 4 – генератор; 5 – возбудитель; 6 – вентилятор; 7 – электропривод питательного насоса; 8 – редуктор; 9 – питательный электронасос; 10 – питательный турбонасос;

11 – турбопривод; 12 – маслоохладители; 13 – масляные электронасосы с двигателями переменного тока; 14 – то же, с двигателями постоянного тока; 15 – маслобак; 16 – сливной клапан; А, Б – подвод и отвод масла к блоку маслоснабжения питательного турбонасоса; В – подвод масла к агрегату маслоочистки; Г – выхлоп в атмосферу

Масляная система паровой турбины обеспечивает необходимое качество и поддержание определённого температурного режима тур-

55