Результаты теплового и гидравлического расчётов




 

Выбор схемы подогревателя:

Принимаем схему подогревателя. Например, подогреватель с u-образными трубками диаметром = . Жидкость внутри трубок, греющий пар в межтрубном пространстве корпуса.

 

По давлению р1 определяем параметры на линии насыщения:

- энтальпия =2778,17 ;

- температура tн=184,07

- теплоемкость Сп=2642

- удельный объем vп =0,1775

 

Температура конденсации горящего пара принимается:

tк= tн - (3...5)°=184,07-4,07=180°С

 

Количество тепла, отдаваемого 1 кг греющего пара в подогревателе:

 

Средняя температура жидкости в подогревателе:

 

Физические параметры мазута топочного М40 при температуре 55°С:

- удельная теплоёмкость сж=1915.46

- плотность ρж=939.15

- динамическая вязкость µж=2045·104 Па·с

- теплопроводность λж=0.1185

Повышение температуры вязкой жидкости в подогревателе:

Коэффициент, учитывающий потери тепла в окружающую среду выбирается из промежутка:

η = 1.01…1.05=1.03

 

Расход греющего пара:

 

Среднелогарифмическая разность температур вязкой жидкости и греющего пара в подогревателе:

 

Для дальнейшего расчёта принимаются:

- число ходов выбирается из промежутка: zж=2...8=4

- скорость жидкости в трубах из промежутка:

 

Число трубок в одном ходе:

 

Принимается количество тепловых трубок в одном ходе равным 10.

 

Коэффициент теплоотдачи от пара к стенке трубок выбирается из промежутка:

Коэффициент теплоотдачи от внутренней поверхности трубки к мазуту:

Коэффициент теплопередачи от пара к топливу с учётом загрязнения:

Поверхность нагрева:

Средняя длина трубки одного хода:

Принимаются:

- диаметр патрубков входа и выхода жидкости dпж =0.05...0.1=0.1 м

- диаметр патрубков входа греющего пара dпп =0.02...0.04=0.04 м

- диаметр патрубка слива конденсата dпк =0.015…0.025=0.02 м

 

Скорость вязкой жидкости в патрубках входа и выхода:

Скорость пара в патрубке выхода:

Скорость конденсата в сливном патрубке выхода:

Шаг разбивки трубок по треугольнику:

Коэффициент заполнения трубной доски принимается из промежутка:

Внутренний диаметр корпуса:

Удельное гидравлическое сопротивление движению жидкости внутри трубок на 1 погонный метр:

Толщина трубной доски выбирается из промежутка:

Средняя длина трубки одного хода с учётом толщины трубной доски:

Средняя длина пути, проходимого вязкой жидкостью в подогревателе:

Полное сопротивление потоку вязкой жидкости в подогревателе с учётом загрязнения:

Анализ результатов. Сравнение с аналогами

В каталоге был найден аналогичный теплообменный аппарат – подогреватель топлива ПТК-10В-1. Сравнение рассчитанного варианта и существующего аналога с производительностью Gж =5000 кг/ч приведено ниже в таблице 1.

 

Таблица 1

Техническая характеристика Рассчитанный аппарат ПТК 10В-1
Расход пара Gп, кг/ч 436,6  
Сопротивление потоку топлива, МПа 0,85 0,5
Поверхность теплообмена F, м2 10,33  

 

Как видно из таблицы, расход пара у спроектированного аппарата больше на 36,6 кг/ч, так же значительно больше значение сопротивления потоку топлива чем у подогревателя из каталога, а поверхность теплообмена незначительно (0,33 м2) превышает значение у ПТК 10В-1.

 

 

Расчёт охладителя масла

Исходные данные

Расход масла – Gм=10000

Температура масла на входе в аппарат – tм1=55°С

Температура масла на выходе из аппарата – tм2=35°С

Марка масла – турбинное Т-46

Температура охлаждающей воды на входе – tв3=20°С

Описание объекта

В судовых энергетических установках, вспомогательных механизмах и системах для смазки трущихся поверхностей механизмов, охлаждения приборов и в качестве рабочего тела в гидравлических системах широко применяются минеральные масла различных марок. Во всех случаях масло участвует в отводе тепла от работающих механизмов.

Для получения требуемых физических параметров, нагретое масло необходимо охлаждать до соответствующей температуры. Охлаждение масла производится в поверхностных теплообменных аппаратах — маслоохладителях.

В судовых условиях для охлаждения масла, как правило, используется забортная вода. Особенности физико-химических свойствмасел (высокая вязкость, низкая теплопроводность и теплоемкость), а также жесткие требования в отношении их высокой чистоты определили конструкции маслоохладителей и требования,предъявляемые к ним при изготовлении и эксплуатации. Вследствие высокой вязкости масла невозможно создать турбулентныйрежим движения, поэтому теплопередача в маслоохладителях происходит при ламинарном режиме течения масла, когда полностью отсутствует турбулизирующее действие естественной конвекции.В связи с этим для интенсификации теплопередачи в маслоохладителях стремятся улучшить перемешивание масла при прохожденииего через теплообменник, используя перегородки или турбулизаторы. При этом улучшение теплоотдачи сопровождается увеличением гидравлического сопротивления.В маслоохладителях с теплообменной поверхностью, состоящейиз гладких круглых трубок, охлаждаемое масло выгоднее направлять в межтрубное пространство с обтеканием трубок поперечным потоком.

Особенность конструкции маслоохладителя с подвижной доской с сальниковым уплотнением заключается в следующем: одна трубная доска жесткокрепится к фланцу корпуса, а другая трубная доска размещаетсявнутри корпуса и имеет сальниковое уплотнение, состоящее изрезиновых колец распорного кольца инажимного фланца.Маслоохладители с сальниковым уплотнением могут успешно применяться при высоких термических напряжениях, возникающих отразности температур корпуса и трубок и вследствие различных коэффициентов линейного расширения материала. В этом случае подвижная трубная доска скользит в сальнике, что дает хорошую компенсацию. У аппаратов такой конструкции при изготовлении прощеобеспечить чистоту межтрубной полости, так как сборка трубногопучка производится вне корпуса аппарата. Это позволяет производить обдувку или промывку трубок в процессе их комплектования.

 

Схема кожухотрубного маслоохладителя с прямыми трубками, развальцованными в трубных досках, одна из которых подвижная с сальниковым уплотнением, представлена в приложении 2.

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-12-12 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: