Материал: Теплообменное оборудование предприятий

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Рис. 5.12. Секция гладкопластинчатого теплоуловителя:

а – соединение листов с помощью планок; б – дистанционирование листов; в – соединение листов без планок.

1 – листы; 2 – стяжные болты; 3 – дистанционные втулки; 4 – планки; 5– вертикальные каналы; 6 – горизонтальные каналы

В ЛТИ ЦБП, ныне ВШТЭ, разработана конструкция теплоуловителя из профильных листов [9] , приведенная на рис. 5.13.

Рис. 5.13. Теплоуловитель из профильных листов:

1, 2 – вход и выход воздуха; 3, 4 – вход и выход п/в смеси; 5 – секции; 6 – канал ; 7 – перегородка

106

В качестве поверхности теплообмена приняты профильные листы с овалообразними выступами (рис. 5.7), выполненные из алюминия толщиной 0,8 мм. Паровоздушная смесь проходит в двухугольных каналах, воздух – в щелевых волнообразных.

Теплоуловитель выполнен из десяти секций–модулей. Габаритные размеры одной секции 1080х800х498 мм, рабочая поверхность

теплообмена 45 м2. Компоновочная схема теплоуловителя представлена на рис. 5.14.

Рис. 5.14. Компоновочная схема теплоуловителя

Секции установлены в два ряда по 5 в ряду. Между рядами образован канал, который в зимнее время является приемным коллектором для нагретого воздуха, а в летнее служит для прохода паровоздушной смеси в обвод секций теплоуловителя. Для уменьшения потерь напора в приемном коллекторе установлена аэродинамическая перегородка.

107

5.3. Тепловой расчет

Уравнение теплового баланса для газо-газовых теплообменных аппаратов записывается в соответствии с выражением (1.5).

Коэффициенты теплоотдачи со стороны газов 1 и со стороны воздуха 2 являются величинами одного порядка и по абсолютным значениям невелики. Это позволяет термическим сопротивлением стенки пренебречь. Тогда коэффициент теплопередачи определяется из выражения

 

1

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

1 2

.

(5.1)

 

1

 

1

 

1 2

 

1

2

 

 

 

Расчетный коэффициент теплопередачи определяется с учетом поправки на загрязнение поверхности теплообмена и неполноту ее омывания рабочими средами

kp k ,

(5.2)

где 0,7 0,8 .

Температурный напор для противоточной схемы рассчитывается как среднелогарифмический по формуле (1.9). Для перекрестных

схем учитывается коэффициент t f (P,R)

в соответствии с вы-

ражением (1.10).

 

 

 

Значения коэффициентов теплоотдачи определяются по соот-

ветствующим зависимостям конвективного теплообмена.

 

При движении газового потока внутри труб и каналов

 

0,018 ( d) Re0,8

.

(5.3)

1

 

 

 

В качестве линейного определяющего размера

d

принимается внут-

ренний диаметр dвн для круглых труб и эквивалентный диаметр dэ

для двухугольных каналов. При расчете коэффициентов теплоотдачи по стороне газов и воздуха в противоточной части регенератора ГТУ

в

формулу (5.3) в качестве сомножителя вводится коэффициент

 

1,15, учитывающий кривизну канала.

108

Рис. 5.15. Поправочный коэффициент, учитывающий число рядов

Для гладкопластинчатых теплоуловителей коэффициент теплоотдачи со стороны паровоздушной смеси и воздуха также рассчитывается по формуле (5.3) , а в качестве определяющего размера принимается эквивалентный диаметр, равный удвоенной ширине щелевого канала.

 

При поперечном обтекании трубных пучков с

шахматным рас-

положением:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при

1

1

0,7

2

0,27 ( d) Re

0,6

Cz

,

 

 

 

(5.4)

 

'

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

 

2

0,295 ( d) Re

0,6

 

 

 

1

1

0,25

 

при

 

 

0,7

 

 

 

 

 

 

Cz .

(5.5)

 

'

 

 

 

 

 

'

 

 

 

2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

1

 

 

 

Для пучков труб с коридорным расположением

 

 

 

 

 

 

 

2 0,177 ( d) Re0,64 Cz ,

 

 

 

(5.6)

где Cz

– поправочный коэффициент на число рядов труб по ходу

потока, определяемый по графику на рис. 5.15.

 

 

 

 

 

 

Для воздуха в щелевых волнообразных каналах

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

0,24 ( d) (d

o

S )0,5

Re0,67 ,

(5.7)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

где d do 2 .

Расчет теплоуловителей для бумаго- и картоноделательных машин на предприятиях ЦБП имеет особенности. В процессе теплообмена между паровоздушной смесью и приточным воздухом образуются две зоны: сухая и насыщенная. В сухой зоне передача теплоты осуществляется только конвекцией, и определение коэффициентов теплоотдачи производится по соответствующим уравнениям конвективного теплообмена. В насыщенной зоне по стороне воздуха теплообмен также осу-

ществляется только конвекцией. По стороне паровоздушной смеси передача теплоты происходит совместно конвекцией и конденсацией водяных паров. Поэтому тепловой расчет выполняется раздельно для сухой и насыщенной зоны на основании процесса изменения состоя-

109

ния паровоздушной смеси и воздуха, построенного на J-d – диаграм-

ме (рис. 5.16).

Количество теплоты, переданное в сухой зоне, определяется изменением теплосодержания паровоздушной смеси от начального состояния до состояния насыщения (линия D – E)

Q

c

G

см

Jнач Jн

, Вт ,

(5.8)

 

 

см

см

 

 

Рис. 5.16. Процессы изменения состояния воздуха и паровоздушной смеси

Количество теплоты, переданное в насыщенной зоне, определяется изменением теплосодержания паровоздушной смеси на линии насыщения (линия E – F)

Q

н

G

см

Jн

Jк

, Вт , (5.9)

 

 

см

см

 

где Jсначм

, Jснм ,

Jскм , Дж/кг – со-

ответственно начальное теплосодержание паровоздушной смеси (точка D), на линии насыщения (точка Е) и конечное (точка F); Gсм , кг/с – массовый

расход паровоздушной смеси. По известной температуре

приточного воздуха на входе tвхв и на выходе tвыхв , известных

начальных параметрах паровоздушной смеси определяется её конечное теплосодержание:

Jсмк Jсмнач Gв Gсм Свp tввых tввх ,

(5.10)

где Gв , кг/с – массовый расход приточного воздуха; Свp , Дж/(кг оС) – теплоемкость воздуха.

110

Источник: https://studfile.net/preview/16461461/