Материал: Теплообменное оборудование предприятий

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

Коэффициент теплоотдачи по стороне паровоздушной смеси в насыщенной зоне с учетом конденсации пара рассчитывается по фор-

муле [26]

 

 

 

 

 

 

 

к

 

 

d r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 1

 

 

 

,

(5.11)

1

 

в

 

 

 

1000 δt Сp

 

 

где d , г/кг – разность влагосодержания паровоздушной смеси в насыщенной зоне dE dF ; δt , оС – разность температуры паровоздушной смеси в насыщенной зоне tE tF ; r , Дж/кг – скрытая те-

плота парообразования; 1к – конвективный коэффициент теплоотда-

чи по стороне паровоздушной смеси в насыщенной зоне. Температурные напоры для сухой и насыщенной зоны с доста-

точной для практики точностью можно определить как среднеарифметические из выражений:

для сухой зоны

 

tнач

tн

 

tвх tвых

 

 

 

tc

 

см

см

 

 

 

в

в

,

(5.12)

 

 

2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

для насыщенной зоны

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tн

tк

 

tвх tвых

 

 

 

tн

см

см

 

 

в

в

 

.

(5.13)

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

 

Коэффициенты теплопередачи для каждой из зон определяются из выражения (5.1). Поверхность теплообмена для сухой и насыщенной зоны рассчитывается из уравнения теплопередачи

Fc

Qc

 

; Fн

Qн

.

(5.14)

kc

 

kн tн

 

tc

 

 

Полная поверхность теплообмена теплоуловителя F

представляет

собой сумму Fc и Fн .

 

 

 

 

 

 

111

5.4. Конструктивный расчет

В трубчатом воздухоподогревателе конструктивный расчет по стороне газов, движущихся внутри труб, сводится к определению количества труб при заданной скорости газов на основании уравнения расхода

Zo

4 G1

 

(5.15)

d2

W

 

 

ρ

 

o

1

1

 

и высоты воздухоподогревателя, исходя из величины поверхности нагрева

H

F

 

.

(5.16)

 

 

dн

 

 

Zo

 

По стороне воздуха для межтрубного пространства целью расчета является определение габаритов воздухоподогревателя по ширине и глубине и числа ходов по воздуху. Определение габаритов производится по методике, изложенной в п.4.4. Число ходов определяется общей высотой воздухоподогревателя Н и высотой одного хода, обеспечивающей заданную скорость воздуха в межтрубном простран-

стве Z HH1x .

Для воздухоподогревателей ГТУ по оптимальному соотноше-

нию скоростей определяются проходные сечения газовых f1

и воз-

душных

f2

каналов

с учетом их

соотношения

f1 f2 2 W2

1 W1 . При толщине листа 1 мм основные геомет-

рические характеристики каналов приведены в табл. 5.1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 5.1

 

Геометрические характеристики каналов

 

 

 

 

S1 do 2,5

 

 

 

 

 

do , мм

S1, мм

S , мм

R1, мм

R 2 , мм

П, мм

 

f , мм2

dэ , мм

10,0

25,0

5,0

5,56

 

11,56

55,6

 

105,0

 

7,55

8,0

20,0

4,0

4,25

 

9,25

44,6

 

66,0

 

5,92

6,0

15,0

3,0

2,94

 

6,94

33,4

 

36,5

 

4,38

112

Количество каналов для прохода газа определяется из уравнения расхода

Zo G1 f1 W1 ρ1 .

(5.17)

Количество каналов по ширине определяется, исходя из приня-

тых размеров канала do , S1 и ширины листа Н:

 

Z1 H S1 .

(5.18)

Число рядов каналов (число элементов из двух листов) по длине (глубине) воздухоподогревателя

Z2 Zo Z1 .

(5.19)

Длина (глубина) воздухоподогревателя

 

в do 2 Z2 .

(5.20)

Высота противоточной части воздухоподогревателя определяется из величины поверхности теплообмена

L

F

 

 

.

(5.21)

2 H Z2

Высоту входного и выходного участков l

определяют на осно-

вании уравнения расхода, исходя из обеспечения допустимых скоро-

стей воздуха, принимаемых

W3 2 W2 :

 

 

 

l

 

 

G2

 

 

 

.

(5.22)

 

do W

 

Z

 

 

 

2

3

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Действительная поверхность воздухоподогревателя получается больше на величину поверхности входных и выходных участков. Ес-

ли lL 30% , то ее можно не учитывать в тепловом балансе и считать как запас на загрязнение и неполноту омывания поверхности. При lL 30% следует уменьшить высоту противоточной части листа на соответствующий процент.

113

Для котельных воздухоподогревателей и теплоуловителей из профильных листов с овалообразными выступами из уравнения расхода определяют проходные сечения для газов f1 и воздуха f2 :

f1 G1

1 W1 ;

f2 G2

2 W2 .

(5.23)

Дальнейший расчет производится аналогично расчету воздухоподогревателя ГТУ по формулам (5.17) – (5.21) . Требуемые геометрические характеристики каналов приведены в табл. 5.2.

Таблица 5.2

Геометрические характеристики каналов

S1do 2,5

do , мм

S1, мм

S , мм

R1, мм

R 2 , мм

П, мм

f , мм2

dэ , мм

10,0

25,0

5,0

5,0

13,1

55,0

105,0

7,6

12,0

30,0

6,0

6,0

15,8

66,0

148,5

9,0

15,0

37,5

7,5

7,5

19,7

82,5

234,0

11,3

18,0

45,0

9,0

9,0

23,6

99,0

352,0

14,2

20,0

50,0

10,0

10,0

26,2

110,0

430,0

15,6

22,0

55,0

11,0

11,0

28,9

121,0

502,0

16,6

25,0

62,5

12,5

12,5

32,8

137,5

651,0

18,9

27,0

67,5

13,5

13,5

35,4

148,5

760,0

20,5

30,0

75,0

15,0

15,0

39,4

165,0

936,0

22,7

114

После определения L из поверхности теплообмена (формула 5.21) рассчитывается высота воздухоподогревателя из проходного сечения по воздуху

L f f 2

S Z2 ,

(5.24)

где 0,88 – коэффициент, учитывающий загромождение щелевых каналов пережимами.

Число ходов по воздуху n LL f , где n – целое число.

Для гладкопластинчатых теплоуловителей буммашин при заданной ширине листа в число каналов для прохода паровоздушной смеси определяется

nсм fсм в Sсм ,

(5.25)

где Sсм – ширина щели для прохода смеси.

Из величины поверхности теплообмена определяют высоту теплоуловителя

h F 2 в nсм .

(5.26)

Число каналов для прохода воздуха

 

nв fв h Sв ,

(5.27)

где Sв – ширина щели для прохода воздуха.

 

Размер теплоуловителя по длине (глубине)

 

l nсм Sсм Sв 2 ,

(5.28)

где – толщина листа.

 

5.5. Аэродинамический расчет

Потери напора при движении потока внутри труб и каналов рассчитываются по общепринятой методике (п. 1.4). При поперечном обтекании пучков труб аэродинамическое сопротивление рассчитывается по методике, изложенной в п. 4.5.

115

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