Тепловой расчет ПНД и оптимизация его характеристик на ЭВМ.

 

Исходные данные для ПНД 4:

· расход нагреваемой воды G_в=0.84 102=85,7 кг/с;

· температура воды на входе t_в1=136 ^оС;

· давление греющего пара Р=0,52 МПа;

· температура насыщения греющего пара t_н=153 ^оС;

· температурный напор подогревателя dt=2 ^оС

· скрытая теплота парообразования r=2102 кДж/кг;

· средняя теплоемкость воды с_р=4,19 кДж/кг ^оС;

· внутренний диаметр труб d_вн=0,018 м;

· толщина труб d=0,001м;

· теплопроводность латуни l_ст=85 Вт/м К;

· расстояние между перегородками H=1 м;

· скорость воды с=2 м/с;

· цена тонны условного топлива Ц_ту.т.=60 $/т у.т.;

· удельная стоимость поверхности подогревателя k_F=220 $/м²;

· коэффициенты ценности теплоты отборов x_j+1=0,4 и x_j=0,267;

· число часов использования установленной мощности h_исп=6000 ч;

· КПД котла h_ка=0,92;

· КПД теплового потока h_тп=0,98.

·

Температура нагрева воды в ПНД 4:

^оС.

Тепловая нагрузка подогревателя:

МВт.

Среднелогарифмическая разность температур:

^оС.

Средняя температура воды в подогревателе:

^оС.

Физические свойства воды при t_вf.

Коэффициент теплопроводности:

Вт/м К.

Плотность:

кг/м³.

 

Коэффициент динамической вязкости:

кг/м К.

Коэффициент кинематической вязкости:

м²/с.

Критерий Прандтля:

Коэффициент теплоотдачи от воды к трубкам:

Вт/м² К.

Физические свойства пленки конденсата при t_н.

Коэффициент теплопроводности:

Вт/м К.

Плотность:

кг/м³.

Коэффициент динамической вязкости:

кг/м К.

Число Рейнольдса:

.

Коэффициент теплоотдачи от пара к стенке:

Вт/м² К.

Коэффициент теплопередачи:

Вт/м² К.

Поверхность подогревателя:

м².

Оптимальная поверхность ПНД 4 рассчитывалась на ЭВМ и выбиралась из условия минимума переменной части расчетных затрат в зависимости от температурного напора подогревателя, который изменялся от 0,1 до 5,6 ^оС с шагом 0,5 ^оС Как видно минимум расчетных затрат соответствует dt=1,6 ^оС, при этом поверхность подогревателя составила F=172,671 м², по этому значению и проведем расчет конструктивных характеристик ПНД 4.

Общее количество трубок:

шт,

где принимаем число ходов z=4.

Количество трубок в одном ходе:

шт.

Диаметр трубной доски:

м,

где шаг при развальцовке труб принимаем t=1,3 d_н.

Длина трубок:

м.

Рекомендуемое соотношение l/D_тр=1,5-2,5 соблюдается.