Расчет пароводяного подогревателя.

(Пример расчета приведен для следующих значений: температура нагреваемой воды при входе в подогреватель t₂^/= 70 °С, давление сухого насыщенного водя­ного пара р= 4 ат (t_н= 142,9 °С); мощность Q=1*10⁶ ккал/час, Q=1.163*10⁶ Вт)

Решение. Расход воды опре­деляем по формуле (теплоемкость воды " с " по справочнику или упрощенно с =1 ккал/кг, (с =4.19 кДж/кг))

=10⁶/(1*(95-70))=40000 кг/час

где теплоемкость воды с =1 ккал/кг, (с =4.19 кДж/кг)

 

или

V= 40 м³/час.

Число трубок в одном ходе

=40/(3600*1*3.14*0.014² /4)=72 шт.

где d_в внутренний диаметр теплообменных труб

и всего в корпусе

п=п_о*z=72 •2=144 шт,

 

Рис. 1-4. Размещение трубок в трубной решетке трубчатого подогревателя.

а — по вершинам равносторонних треугольников;

б—по концентрическим окружностям.

Принимая шаг трубок (s @1.5 d_Н) s =25 мм, угол между осями трубной систе­мы a =60° и коэффициент использования трубной решетки Y=0,7, опре­деляем диаметр корпуса:

=1.13*0.025*((144 sin(60⁰ ))/0.7)^0.5=0,378 м или 378 мм.

Определяем также диаметр корпуса по табл. 1-35 и рис. 1-4 при ромбическом размещении трубок.

Для числа трубок n==n^/==144 находим в табл. 1-35 значение D^//s =14 и, следовательно, D^/==14•25=350 мм.

Диаметр корпуса составит (см рис 1-4):

D= D^/+d_Н+2k=350+16+2 * 20=406 мм.

Где d_Н –наружный диаметр трубки,

k – "зазор" между периферийной трубкой и диаметром корпуса (см. рис 1-4.) k» (0,8 …1) s

По [6, 7] принимаем для корпуса подогревателя трубу диаметром 436/414 мм. (В случае больших диаметров можно ориентироваться на приводимые в приложениях конструктивные размеры серийно выпускаемых теплообменников).

Приведенное число трубок в вертикальном ряду

=144^1/2= 12 шт.

Определяем коэффициент теплоотдачи a_п от пара к стенке.

Темпе­ратурный напор

=(95-70)/ln((142.9-70)/ (142.9-95))=59.7 °С

Средние температуры воды и стенки (для стенки значение температуры ориентировочное, в последствии она будет пересчитана и уточнена при необходимости):

=142.9-59.7=83,2 °C;

=0,5*(83,2+142,9)»113 °C.

Режим течения пленки конденсата определяем по приведенной дли­не трубки (критерий Григулля) для горизонтального подогревателя, равной:

(1-1)

где т— приведенное число трубок в вертикальном ряду, шт.; d_Н— на­ружный диаметр трубок, м;

=142.9-113=29.9 ⁰С

1/м ⁰С - температурный множитель, значение которого выбирается по табл. 1-1.