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