Тепловой расчет конденсатора парового контура

Определяется тепловой поток, передаваемый от конденсируемого пара к охлаждающей воде по формуле:

,

где - массовый расход пара в подстроечном контуре;

- энтальпия во второй точке парового цикла;

- энтальпия в третьей точке парового цикла.

 

кВт

Подсчитывается массовый расход охлаждающей воды по формуле:

 

,

где =4.19 - теплоемкость воды;

= С-температура воды на входе в конденсатор;

= + -температура воды на выходе из конденсатора.

=15+10=25

 

кг/с

 

Определяется суммарная площадь проходных сечений трубок в пучке по формуле:

 

,

где =1000 -плотность воды;

=1 м/с-скорость движения воды в трубах.

 

 

Подсчитывается необходимое число трубок в пучке по следующей формуле:

 

,

где =0.02 м- внутренний диаметр трубок.

 

 

Определяется число Рейнольдса при течении воды в трубах по формуле:

 

,

где = - коэффициент кинематической вязкости охлаждающей воды.

 

 

Так как число Рейнольдса > , то это турбулентный режим. Затем подсчитывается число Нуссельта при турбулентном режиме по следующей формуле:

 

,

где - число Прандтля при средней температуре воды;

- число Прандтля при средней температуре стенки.

 

Средняя температура воды ,находится по формуле:

,

 

Средняя температура стенки в первом приближении принимается равной полусумме температур охлаждающей воды и конденсата:

Определяется коэффициент теплоотдачи от стенки трубы к охлаждающей воде по формуле:

 

,

где = -теплопроводность воды при ее средней температуре.

 

 

Дальше определяется коэффициент теплоотдачи при конденсации пара на наружных стенках трубы по формуле:

 

,

 

где В=232-коэффициент,зависящий от физических свойств конденсата;

=0.8-коэффициент,учитывающий ухудшение теплоотдачи на нижних трубках пучка из-за увеличения толщины пленки стекающего конденсата;

r=2430 кДж/кг- удельная теплота парообразования конденсирующегося вещества;

м- наружный диаметр трубки.

 

 

 

Определяется коэффициент теплоотдачи по формуле:

 

,

 

где = м- толщина стенки трубы;

=50 -теплопроводность материала трубок, принимаемая для латуни.

 

 

Находится площадь теплопередающей поверхности трубок по формуле:

 

,

где =1.1- коэффициент запаса;

- среднелогарифмический температурный напор.

 

Среднелогарифмический температурный напор определяется по следующей формуле:

 

 

Определяется общая длина теплопередающих трубок по формуле:

 

м

 

Подсчитывается общая длина пучка по формуле:

 

,

где z-необходимое число трубок в пучке.

 

м

Определяется число ходов по следующей формуле:

 

,

где =1 м- расстояние между трубными решетками.

 

 

Подсчитывается площадь трубной решетки по формуле:

 

,

 

где м- шаг в пучке труб.

=0.7- коэффициент заполнения трубной решетки, учитывающий смещение трубного пучка относительно корпуса для сбора конденсата.

 

 

Определяется внутренний диаметр корпуса конденсатора по формуле:

 

м

 

Литература

1. Колпаков Б. А. Термодинамический анализ комбинированной установки.- Новосибирск.: НГАВТ, 1992

2. Термодинамика судовых энергетических установок. Под ред. В. М. Селиверстова.- Л.:

Транспорт, 1974

3. Краснощеков Е.А. Задачник по теплопередаче.- М.: Высшая школа, 1978