Федеральное агентство морского и речного транспорта РФ Морской государственный университет имени адмирала Г.И. Невельско...
22 downloads
180 Views
754KB Size
Report
This content was uploaded by our users and we assume good faith they have the permission to share this book. If you own the copyright to this book and it is wrongfully on our website, we offer a simple DMCA procedure to remove your content from our site. Start by pressing the button below!
Report copyright / DMCA form
Федеральное агентство морского и речного транспорта РФ Морской государственный университет имени адмирала Г.И. Невельского
Кафедра судовых котельных и турбинных установок, вспомогательного энергетического оборудования и систем
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО РАСЧЁТУ ТЕПЛООБМЕНОГО АППАРАТА ДИЗЕЛЬНОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ Для выполнения расчетно-графической работы по курсу «Судовое теплообменное оборудование», а также соответствующих разделов дипломных проектов
Специальности 18010465, 18040365
Составил А.К. Андреев
Владивосток 2007г.
-2-
Позиция № в плане издания учебной литературы ДВГМА на 2007г.
Рецензент: профессор Резник А.Г.
Составил: Александр Константинович Андреев
СУДОВОЕ ТЕПЛООБМЕННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
Печатается в авторской редакции 1,4 уч.-изд. л 60х84 1/16 Тираж экз.
Формат Заказ №
Отпечатано в типографии ИПК МГУ им. адм.Г.И. Невельского Владивосток, 59, ул. Верхнепортовая, 50а
-3-
1 Введение Расчетно-графическое задание (РГЗ) состоит в расчёте и составлении эскиза одного из следующих теплообменных аппаратов (ТА) судовой дизельной установки: водо-водяной холодильник; водомасляный холодильник; воздухоохладитель; паровой подогреватель топлива, охладитель топлива. Объём работы: пояснительная записка – до 10 страниц расчётов и эскиз ТА с основными размерами на листе формата А2 –А3, (разрешается на миллиметровке). Расчётная часть должна содержать следующие разделы: 1.Задание на РГЗ подписанное преподавателем. Задание содержит необходимые данные по судну, району его плавания, СЭУ, двигателю и системе для которых нужно рассчитать ТА. Если задаётся поверочный расчёт – приводится эскиз ТА. 2.Упрощенную схему системы (расчётную, балансовую) в которую входит ТА, на ней затем будут расставлены параметры и расходы обменивающихся теплом сред, и краткое (0,5 страницы) описание устройства и работы системы в составе СЭУ. 3. Расчет теплового потока, параметров и расходов сред, являющихся исходными данными для расчёта ТА 4. Расчёт поверхности теплообмена ТА, её компоновку, и выбор материалов. 5. Расчет на прочность одного из элементов ТА по выбору преподавателя. 6. Заключение - (0,5 страницы). Графическая часть должна содержать компоновочный эскиз поверхности теплообмена и ее узлов в масштабе, с простановкой основных размеров (Формат А2 – А3, разрешается на миллиметровке, подшивается к записке).
-4-
2. Расчёт параметров системы двигателя, являющихся исходными для проектирования ТА 1. Выполняется упрощенная (без запорной арматуры и т.д.) схема заданной системы (балансовая схема) и составляются уравнения тепловых и материальных балансов сред. 2. Рассчитываются исходные составляющие балансов и проставляются. Внимание, из приведённых ниже пунктов, в зависимости от схемы системы и назначения аппарата, обучающиеся должны правильно выбирать необходимые, а не считать всё подряд. 2.1
Расход топлива двигателем: GT =
ge N , кг/с 3,6 ⋅106
(2.1)
где: ge – удельный расход топлива, г/кВт ч; N – мощность двигателя, кВт. 2.2 Полное тепловыделение в двигателе. T = Gт Qнр, кВт, (2.2) р где Qн – низшая рабочая теплота сгорания топлива; для дизельного и промежуточного топлива можно приближённо считать Qнр =42 103 кДж/кг. 2.3 Тепловыделение в контур. Qк = T aw , кВт; (2.3) aw – относительное количество отводимой в контур теплоты (см. табл. 2) 2.4 Тепловыделение, исходное для расчета охладителя. Qр = Тк k, кВт, (2.4) где k = 1,5–2,5 – коэффициент запаса. 2.5 Производительность насоса (расчётный расход теплоносителя) V =
TP м3/с, ρc(t2 − t1 )
(2.5)
где: ρ –плотность; с– теплоёмкость теплоносителя 2.6
Расход воздуха через двигатель Gв = Gт α L0 ϕа ,кг/с
(2.6)
где: L0= 14,35, кг/кг количество воздуха теоретически необходимое для сгорания топлива; α – коэффициент избытка воздуха; ϕ – коэффициент продувки.
-5-
Таблица 1 Некоторые свойства теплоносителей Теплоноситель ср, кДж/(кг К)
ρ, кг/м3
Пресная вода Забортная вода Масло Лёгкое дизельное топливо ИФО 180 Воздух
4,2 4,0
1 х103 1,025х103
1,68–2,1 1,68–2,1
(0,85–0,95)х103 (0,83–0,85)х103
1,68–2,1 1,01
0,97х103
R, Дж/(кг К)
Вязкость при 500С, мм2/с
180 287,2
Таблица 2 Относительное количество теплоты, отводимой в контурах охлаждения Тип дизеля Относительное количество отводимой теплоты aw От форсунок От цилиндров От поршней пресной маслом Пресной водой водой МОД 0,2–0,3 0,04–0,06 0,08–0,10 0,002–0,006 СОД 0,15–0,20 0,04–0,06 – 0,002–0,06 ВОД 0,10–0,15 – – – Таблица 3 Коэффициент избытка воздуха и коэффициент продувки дизельных двигателей Двухтактные двигатели Четырёхтактные двигатели ϕа ϕа α α МОД 2,3 1,3 – – СОД 2,4 1,5 2,0 1,1 ВОД 2,5 1,8 2,2 1,1 2.7. Стандартные параметры атмосферного воздуха pa = 101,3 103 Па; Ta =288 К. 2.8. Параметры воздуха перед компрессором Т0; Р0 – принимать в зависимости от района плавания и типа судна по указанию преподавателя. 2.9. Плотность воздуха (2.7) ρ = p/(RT), кг/м3
-6-
где газовую постоянную воздуха можно приближённо считать как для его сухой части R=287,1, Дж/кг К 2.10. Температура воздуха за компрессором ( перед воздухоохладителем) (2.8) Тк = Т0 π (m-1)/m , К где m – показатель политропы сжатия в компрессоре. Можно приближённо принять m=1,6. 2.11. Температура воздуха за воздухоохладителем (на входе в двигатель) Т2 = 313 К (400С) Таблица 4 Характеристики систем циркуляционной смазки дизельных двигателей
МОД СОД СОД с повышенной ч.в. ВОД
Кратность циркуляции КЦ ,час-1
Удельное количество масла мУ, л/кВт
Температура масла на выходе Т2 ,0С
Разность температур ∆t=Т2-Т1, 0 С
Коэффици ент запаса производительности КЗ
Избыточное давление масла в системе, МПа
4–15 25–40 50–60
1,4–8 1,4–3 1–1,5
55–65 60–65 60–70
5–10 5–10 5–10
1,5–3 1,5–3 1,5–3
0,1–0,3 0,2–0,6 0,2–0,8
75–100
0,25–1,5
65–75
5–10
1,5–2
0,6–1,0
2.12 Объём масла в системе циркуляционной смазки двигателя. О м = му N 10-3 , м3. (2.9) 2.13 Объёмный расход масла VM =
OM K Ц K З 3600
, м3/с.
(2.10)
2.14 Тепловыделение в систему смазки можно приближённо рассчитать, задавшись разностью температур масла на входе и выходе из двигателя ∆t = Т2-Т1 как: Qм = Vм ρм ∆t См (2.11) где: ρм и См -- плотность и теплоёмкость масла соответственно. Необходимые для расчётов свойства пресной воды и водяного пара, забортной воды, используемых сортов топлива и масла выбирают из соответствующих справочников.
-7-
3. Конструктивный метод расчета Как и другие инженерные задачи, расчёт теплообменного аппарата является многовариантным, т.е. поставленная задача может быть решена множеством различных конструкций. На начальном этапе проектирования, когда не известны конструктивные размеры будущего ТА, приходится задаваться рядом параметров и использовать приближённые значения величин. Поэтому полученный результат может не соответствовать заданию. При больших расхождениях приходится прибегать к методу последовательных приближений. По полученным в результате расчёта размерам уточняются значения первоначально принятых величин и подставляются в качестве исходных в последующее приближение. Расчёт повторяется. Обычно достаточно 1—2 приближения. В пояснительной записке должен быть приведён весь ход расчёта. Задача конструктивного расчета состоит в определении при номинальном режиме и заданной тепловой производительности геометрических размеров теплообменника. Длительный опыт проектирования теплообменников позволил рекомендовать следующую последовательность в проведении теплового и конструктивного расчетов рекуперативных теплообменных аппаратов (предлагаемая последовательность может быть положена в основу выбора, проектирования, составления программы и расчета на ЭВМ также и других типов теплообменников): 3.1 Уточняют технологическую и тепловую схемы, в которых одним из элементов является рассматриваемый теплообменный аппарат. 3.2 Оценивают величину продувок, дренажей, сливов, проб и других потерь и составляют схемы тепловых и материальных потоков для рассчитываемого аппарата. 3.3 Составляют тепловой баланс аппарата, после которого уточняют теплопроизводительность, расходы, начальные и конечные температуры теплоносителей, их физико-химические свойства, токсичность и агрессивность по отношению к конструкционным материалам. 3.4 Определяют сообразно с технологическими свойствами теплоносителей конструкцию теплообменника, а по химической агрессивности выбирают конструкционные материалы для его изготовления. 3.5 Выбирают в зависимости от свойств и температуры теплоносителей, степени рекуперации теплоты и конструктивной схемы теплообменника направление относительного тока обменивающихся теплотой веществ. Противоточное движение теплоносителей всегда должно быть наиболее желательным при проектировании нового теплообменника, так как при прочих равных условиях оно способствует повышению тепловой производительности – Q, или уменьшению рабочей поверхности аппарата – F. Если по технологическим, конструктивным или компоновочным соображениям направить теплоносители противотоком невозможно, необходимо
-8-
стремиться к много перекрестному току с обменом теплотой на общем противоточном принципе. Направление тока теплоносителей не имеет существенного значения в теплообменниках с изменением агрегатного состояния хотя бы одного из двух теплоносителей, Направление тока теплоносителей оказывает влияние не только на общую тепловую производительности аппарата Q, но и на изменение температур теплоносителей ∆t1 и ∆t2. А увеличение перепадов температуры при неизменной тепловой производительности приводит к уменьшению расходов теплоносителей G1 и G2 и затрат на энергию для их транспортировки. В решении вопроса выбора тока теплоносителя относительно поверхности теплообмена при наружном омывании пучка труб следует руководствоваться следующим правилом: при отношении Nu/Pr0.4 >58 выгоднее продольное, а при Nu/Pr0.4 7 (при условии заполнения сегментов) выгоднее размещения по концентрическим окружностям.
- 16 -
Шаг между центрами труб t принимают из условий прочности трубной решетки не менее 1,3 dн. Можно рекомендовать в зависимости от наружного диаметра труб dн следующие значения шага t: Таблица 8 Рекомендуемый шаг разбивки трубной решётки d н, мм t, мм
6 10 12 14
17 22
25
32
38
44,5 51
57
63,5 77
9 13 15 18,5 27 32
35
44
50
58
74
81
66
93
В одноходовом теплообменнике с ромбической разбивкой труб при стороне внутреннего шестиугольника, равной шагу между трубами t, при числе вписанных шестиугольников m общее число труб (с учетом одной центральной трубы) равно (рис. 3.8): n = 1 + 6(1 + 2 + 3 + ... + m) = 1 + 6
1+ m m = 1 + 3m + 3m 2 2
Число шестиугольников для размещения труб m=
12 n − 3 − 3 6
(3.22)
Число труб по диагонали наибольшего шестиугольника составит e=2m+1 (3.23) При m>6 сегменты между краем трубной решётки и сторонами наружного шестиугольника желательно заполнять трубами. Размещение труб по концентрическим окружностям производят так, чтобы был выдержан радиальный шаг t, т.е. расстояние между окружностями, и примерно такой же шаг трубами по окружности. При радиальном шаге радиусы окружностей будут: r1=t; r2=2t; r3=3t; ; ri=it. Соответственно длины окружностей будут с1=2πr=2πt; с2=4πt; c3=6πt;…;ci=2πit Число труб по окружности с шагом примерно равным t составит: c1 2πt = = 2π = 6,28 ≈ 6 ; t t 4πt c = 4π = 12,56 ≈ 12 ; n2 = 2 = t t 6πt c = 6π ≈ 18 ; n3 = 3 = t t c ni = i = 2πi . t n1 =
(3.24)
- 17 -
Число труб, размещенных в корпусе аппарата с внутренним диаметром Dв можно определить приближенно: при расположении по вершинам треугольников n =ϕ
πDв2 3,47t 2
;
(3.25)
при расположении по вершинам квадратов n =ϕ
πDв2 4t 2
,
(3.26)
где: φ — коэффициент заполнения трубной решетки; φ=0,7 – 1,0. Число труб, размещенных по шестиугольникам и по окружностям, можно определить с помощью табл. 6. Разбивка труб по правильным квадратам применяется при использовании в межтрубном пространстве сильно загрязненных теплоносителей, так как такая разбивка облегчает очистку межтрубного пространства. Табл 6 Число труб в аппарате при разбивке в трубной решетке по шестиугольникам и по концентрическим окружностям
2 5 6 7 8 9 12 13 14 15 16
7 19 37 61 91 127 187 241 301 367 439 517 613 721 823 931 1045 1165 1303 1459 1615 1765 1921
6 12 18 25 31 37 43 50 56 62 69 75 81 87 84 100 106 113 119 125 131 138 144
Общее число труб в аппарате, шт.
18 24 30 36 42 48 66 90 102 114 126 138 162 198 228 246 246
Число труб по наружной окружности, шт.
В 3-м ряду сегмента
4 7 8 9
Общее число труб в аппарате, шт.
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
Разбивка по окружностям Число труб во всех сегментах, шт
7 19 37 31 91 127 169 217 271 331 397 469 547 631 721 817 919 1027 1141 1261 1387 1519 1657
Во 2-м ряду сегмента
3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47
Число труб, шт. В 1-м ряду сегмента
Число труб по диагонали, шт.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
Общее число труб без учёта сегментов, шт.
Число шестиугольников или окружностей
Разбивка по шестиугольникам
7 19 37 62 93 130 173 223 279 341 410 485 566 653 747 847 953 1066 1185 1310 1441 1579 1723
- 18 -
Теплообменные поверхности воздухоохладителей компонуют, как правило, в виде прямоугольных пакетов оребрённых труб с шахматной или реже коридорной разбивкой пучка. Омывание труб воздухом — поперечное (параллельно рёбрам). Шаг t выбирают по диаметру рёбер — Dp t ≈ 1,05D p . Одновременно должно проверятся, условие прочности трубной доски по внешнему диаметру гладкой части трубы, вальцуемой в доску t ≥1,3 dн. 17. Вычерчивают эскиз теплообменника. По выбранному числу ходов определяют тип крышки аппарата. По эскизу трубной решетки с нанесенной разбивкой труб и свободными (без отверстий) участками под перегородки крышек уточняют число труб в каждом ходу, стремясь достичь их приблизительного равенства. Существует несколько способов распределения труб по ходам в многоходовом теплообменнике. В крышках двух- и четырех-ходовых теплообменников ходы могут разделяться параллельными перегородками (рис. 3.9, а, б). На рисунке сплошными линиями показаны перегородки в передней крышке (со стороны входа теплоносителя в трубное пространство), а штриховыми — в задней крышке.
Рис. 3.3. Варианты установки перегородок в крышке. Цифрами обозначена последовательность ходов. В аппаратах с четырьмя и более ходами применяют разбивку труб по секторам (рис. 3.3, в) или более сложные, комбинированные методы установки перегородок (рис. 3.3, г). Крышки теплообменных аппаратов могут быть различных конструктивных форм с различными местами установки патрубков.
Рис. 3.4. Типы соединений крышки с корпусом аппарата и трубопроводами.
- 19 -
Крышка с патрубком, ось которого перпендикулярна плоскости разъема (рис. 3.4, а), неудобна тем, что снятие ее с корпуса связано с демонтажем трубопровода. При снятии крышки с боковым патрубком (рис. 3.4, б) требуется только отсоединение труб от крышки. Съемное днище крышкиколлектора (рис.3.4 в, г) допускает ревизию и очистку аппарата без отделения его от трубопроводов, однако наличие дополнительного фланцевого соединения усложняет конструкцию аппарата. Если выполнить крышку с одним разъемным соединением выше патрубков (рис. 3.4, г), то можно ограничиться одним этим разъемом. Однако это менее удобно при смене и развальцовке труб. 18. По выбранным скоростям теплоносителей, которые могут быть близкими к скоростям в аппарате, определяют проходные сечения патрубков. Размеры их следует согласовать с размерами подводимых к аппарату трубопроводов. Пользуясь уравнением неразрывности потока, объемный расход теплоносителя, м3/с, выразим как V=
G
ρ
= fw .
(3.27)
Проходное сечение патрубка, м2, f =
πD 2 4
,
(3.26)
откуда диаметр патрубка Dп = 1,13 ⋅
G . ρw
(3.28)
19. Определяют внутренний диаметр корпуса теплообменника DB ПО формуле (3.29) DB = D '+ d H + 2m , где: D' — наибольший диаметр окружности центров труб при кольцевой разбивке или наибольшая диагональ шестиугольника при ромбической разбивке труб; m —кольцевой зазор между крайними трубами и, внутренней стенкой корпуса. Для аппаратов с приварными и зажатыми между фланцами трубными решетками (без плавающей камеры) кольцевой зазор т принимается минимальным, но не менее 6 мм. В аппаратах с плавающей камерой зазор определяется конструкцией и размерами фланца плавающей камеры. В аппаратах с поперечными перегородками в межтрубном пространстве кольцевой зазор определяется из расчета оптимальной скорости протекания теплоносителя через него (см. п. 20). 20. Выбирают конструкцию и определяют размеры межтрубного пространства, сечение которого в аппарате без перегородок можно определить из равенства
- 20 -
S MTP =
π
(D 4
2
)
+ nd H2 .
(3.30)
Скорость теплоносителя вдоль труб межтрубного пространства находят по уравнению w=
V G . = 1,27 2 S MTP D − nd H2 ρ
(
(3.31)
)
Изменение скорости w, при этом очень незначительное, может быть достигнуто только путем варьирования шага между трубами. С помощью продольных перегородок параллельно осям труб можно создать, противоточное движение теплоносителей и повысить скорость одного из них. Если продольных ходов стало z, то проходное сечение межтрубного пространства станет в z раз меньше; во столько же раз увеличится скорость теплоносителя: w' = wz =
V z. S MTP
(3.32)
Продольные перегородки в теплообменных аппаратах устанавливаются редко. Поперечные перегородки просты в изготовлении и удобны в монтаже. С их помощью достигаются повышение скорости и перекрестное омывание труб теплоносителем, т. е. повышение коэффициента теплопередачи. Размеры колец и дисков для перегородок в межтрубном пространстве следует выбирать из расчета получения одинаковой скорости теплоносителя в трех сечениях: между трубами внутри кольца, между кольцом и диском при поперечном омывании труб и в кольцевом зазоре между корпусом и диском. 21. Уточняют эскиз теплообменника и его конструктивные размеры; длину пучка труб, число труб в каждое ходу и во всем аппарате, внутренний диаметр корпуса, действительные проходные сечения трубного и межтрубного пространства (или ходов); определяют соответствующие им скорости теплоносителей; разрабатывают узлы аппарата и детали их сочленения. 22. Определяют окончательно, зная уточненные значения скоростей и температур, физические константы теплоносителей, характер их взаимного движения и размеры каналов, по известным из курса теплопередачи формулам значения коэффициентов теплоотдачи а и теплопередачи k. При определении коэффициентов теплоотдачи для конденсирующегося пара или кипящей жидкости, когда необходимо знать или предварительно задаваться температурой стенки, а потом проверять принятое значение, целесообразно пользоваться для определения коэффициента теплопередачи k графоаналитическим методом. 23. По теплопроизводительности Q, средней разности температур теплоносителей ∆tср и коэффициенту теплопередачи k определяют расчетную поверхность теплообмена Fр FP =
Q k ⋅ ∆tCP
(3.33)
- 21 -
В том случае, когда расчетное значение поверхности Fр окажется равным запроектированной поверхности Fэс В эскизном чертеже или на 10—15% меньшим, определение основных размеров аппарата можно считать законченным. Если же окажется, что Fр > Fэс, то необходимо увеличить поверхность теплообмена на 10—15% против полученного на основании теплового расчета. Увеличить поверхность на эскизе проще всего путем удлинения пучка труб. При этом все проделанные расчеты останутся правильными, и тепловой расчет теплообменника можно считать законченным. Если же разница между запроектированной в эскизе и расчетной поверхностями окажется больше 15%, необходимо снова произвести тепловой расчет, задавшись исходными величинами с учетом результатов, полученных при их сопоставлении. 24. Производят гидравлический расчет. Полное гидравлическое сопротивление теплообменника ∆р определяется по выражению ∆p = ∑ ∆pT + ∑ ∆pM + ∑ ∆p y + ∑ ∆pC
(3.34)
где: ∆pТ — сопротивление трения о cтенки; ∆pм — местные сопротивления; ∆ру — потери, обусловленные ускорением потока; ∆рс — сопротивление самотяги. 25. ЕСЛИ перепад давлений для проектируемого теплообменника задан и ограничен по величине, то выясняют допустимость применения конструкции аппарата, установленной расчетом. Если сопротивление теплообменника превышает заданное, необходимо менять конструкцию или включать параллельно несколько теплообменников, производя перерасчет, так как изменение скоростей повлечет изменение коэффициента теплопередачи и необходимой поверхности теплообмена. По подсчитанному общему гидравлическому сопротивлению тракта можно определить мощность, Вт, необходимую для перемещения теплоносителей: N=
G ⋅ ∆p
ρη
,
(3.35)
где G — расход жидкости, кг/с; ρ —плотность теплоносителя перед нагнетателем, кг/м3; η — к. п. д. вентилятора или насоса. Уравнение (3.35) применимо как для насосов, так и для вентиляторов. 26. Производят выбор конструкционных материалов для всех деталей теплообменника и расчет их на прочность, который может быть двух видов: проектный и поверочный. При проектном расчете определяют минимально необходимые размеры элементов проектируемого аппарата. При поверочном расчете проверяют прочность отдельных элементов существующего аппарата и определяют возможность использования его в конкретных условиях изменившегося технологического процесса. 27. Вычерчивают конструкцию аппарата; составляют спецификации; составляют характеристики всех фланцев с указанием их назначения, рабочего дав-
- 22 -
ления прокачиваемой среды и проходного сечения; определяют массу деталей и всего аппарата. 28. Разрабатывают конструкцию и выбирают материалы тепловой изоляции теплообменника. Производят тепловой и конструктивный расчеты тепловой изоляции. 29. Разрабатывают систему контроля и автоматического регулирования технологического процесса в теплообменнике. 30. Подбирают контрольно-измерительные приборы и элементы автоматики, запорные и регулирующие устройства, предохранительные клапаны, питатели, сепараторы, конденсатоотводчики, питающие и сливные емкости, и другое вспомогательное оборудование. 31. Проектируют и подбирают: лестницы и площадки для обслуживания, ограждения, подъемно-транспортные устройства, специальные средства для безопасного обслуживания и противопожарное оборудование. 32. В случае необходимости проектируют местное освещение и кондиционирование воздуха.
4 Поверочный расчет Поверочный расчет проводится в случаях оценки пригодности имеющихся и предназначаемых к установке теплообмённых аппаратов для определенных технологических условий или частных нестационарных режимов работы объекта. При таком расчете для определенных габаритных размеров аппарата, расходов и температур теплоносителей на входе определяют тепловую производительность, температуры на выходе и гидравлические потери в аппарате. Поверочный тепловой расчет теплообменника в упрощенном варианте может быть изложен в виде следующих расчетов: 4.1. По известным методикам определяют коэффициенты теплоотдачи, а затем коэффициент теплопередачи в соответствии с ожидаемыми режимами работы при условно принятой или желаемой тепловой нагрузке. 4.2. Определяют необходимую среднюю разность температур на основании принятой нагрузки, рассчитанного коэффициента теплопередачи и известной поверхности теплообмена. 4.3. Оценивают соответствие необходимой и располагаемой разностей температур, определяемых условиями процесса и тепловой схемой объекта. Располагаемая разность температур может быть равной, больше или меньшё необходимой по расчету разности температур. При поверочном расчете необходимо выбрать такой режим работы аппарата, чтобы было примерное соответствие необходимой и располагаемой разностей температур. 4.4. Если располагаемая разность температур окажется значительно больше необходимой, то следует рассмотреть вариант работы аппарата использова-
- 23 -
нием теплоносителей с пониженным энергетическим потенциалом, что может существенно повысить технико-экономические показатели работы объекта. Если такой возможности в данных производственных условиях нет, то поверочным расчетом можно установить целесообразные пределы изменения параметров греющего теплоносителя (например, дросселирование пара на входе). Если располагаемой разности температур теплоносителей недостаточно для удовлетворения заданной тепловой нагрузки, следует произвести изыскания для приведения ее в соответствие с возможностями. Для этого рекомендуется следующее: уменьшение тепловой производительности путем рационализаций технологического процесса; повышение параметров греющего теплоносителя за счет совершенствования тепловой схемы предприятия; повышение коэффициентов теплообмена в аппарате; увеличение поверхности теплообмена. 4.5. По справочным данным определяют коэффициенты трения и местные потери, рассчитывают перепад давлений и оценивают мощность на прокачку теплоносителей. Далее производят выбор и проектирование вспомогательных элементов теплообменной установки согласно этапам конструктивного расчета. При проведении анализа получаемых результатов следует выполнить поверочный расчет в нескольких вариантах для выбора наилучшего.
- 24 -
1. 2. 3. 4. 5.
Литература Овсянников М.К., Петухов В.А. Судовые дизельные установки: Справочник – Л.: Судостроение, 1986.424 с., ил. Справочник по теплообменником: В 2т. Пер. с англ. Под ред. Б.С. Петухова, В.К. Шикова. – М Энергоатомиздат,1987. Ермилов В.Г. Теплообменные аппараты и конденсационные установки: – Л.: Судостроение, 1974. Вукалович М.П., Ривкин С.А., Александров А.А. Таблицы термодинамических свойств воды и водяного пара. М.: Стандарты, 1968, 408 с. Российский морской регистр судоходства. Правила классификации и постройки морских судов НД №2-02101-044, 2005г.