Расчет подогревателя вязкой жидкости (масла или топлива)

Исходные данные

Количество подогреваемой жидкости Gж₁, кг/ч

Температура жидкости на входе и выходе из подогревателя t_ж1,t_ж2

Давление греющего пара p_1,Па

Марка жидкости-

Порядок расчета

Принимаем схему подогревателя. Например, подогреватель с v-образными трубками диаметром d_н/d_вн. Жидкость внутри трубок, греющий пар в межтрубном пространстве корпуса.

По давлению р₁ определяем параметры на линии насыщения

- энтальпия , Дж/кг;

- температура t_н, С°;

- теплоемкость С₁, Дж/кг*К;

- удельный объем v₁,м³/кг.

Температура конденсата греющего пара; принимаем

t_к= t_н - (3...5)°

Количество тепла, отдаваемого 1кг греющего пара в подогревателе

, Дж/кг

Средняя температура жидкости в подогревателе

t_ж=

Физические параметры вязкой жидкости при t_ж

- удельная теплоемкость с_ж, Дж/кг*К;

- плотность ρ_ж, кг/м^3;

- динамическая вязкость µ_ж, Па*с;

-теплопроводность λ_ж, Вт /м*К;

Повышение температуры вязкой жидкости в подогревателе

.

Коэффициент, учитывающий потери тепла в окружающую среду, принимается

η =1,01…1,05.

Расход греющего пара , кг/ч

Среднелогарифмическая разность температур вязкой жидкости и греющего пара в подогревателе

.

Принимаются:

-число ходов z_ж=2...8;

-скорость жидкости в трубах

Число трубок в одном ходе .

Принимается - целое.

Уточняется скорость жидкости

,

 

Коэффициент теплоотдачи от пара к стенке трубок принимается =7500…7900 Вт/м²*К.

Коэффициент теплоотдачи от внутренней поверхности трубки:

- к маслу

Вт/м²*К.

- к мазуту

, Вт/м²*К.

Коэффициент теплопередачи от пара к вязкой жидкости с учетом загрязнения (0,65…0,85)

Вт/м²*К.

Поверхность нагрева , м²

Средняя длина трубки одного хода , м

Принимаются:

-диаметр патрубков входа и выхода жидкости d_пж = 0,05...0,1 м;

-диаметр патрубков входа греющего пара d_пп = 0,02...0,04 м;

-диаметр патрубка слива конденсата d_пк = 0,015…0,025 м.

 

Скорость вязкой жидкости в патрубках входа и выхода .

Скорость пара в патрубке выхода

.

Скорость конденсата в сливном патрубке выхода .

где ρ_к -плотность конденсата при t_к.

Шаг разбивки трубок по треугольнику принимается S=dн +(5…6), мм.

Коэффициент заполнения трубной доски принимается .

Внутренний диаметр корпуса ,

где N = n₁*z_ж- общее число труб.

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

Средняя длина трубки одного хода с учетом толщины трубной доски =30...40 мм

.

Средняя длина пути, проходимая вязкой жидкостью в подогревателе

Полное сопротивление потоку вязкой жидкости в подогревателе с учетом загрязнения

, Па.

 

 

 

Расчет охладителя масла.

Исходные данные:

Расход масла G_м, кг/ч

Температура масла на входе и выходе из аппарата t_м1,t_м2, ^оС

Марка масла …………

Температура охлаждающей воды на входе t₃, ^оС

 

Тепловой расчет

Принимается схема охладителя. Например, кожухотрубный маслоохладитель с прямыми трубками или , развальцованными в трубных досках, одна из которых подвижная с сальниковым уплотнением.

Число ходов по воде z_в=1…2, по маслу z_м до 14. Шаг труб S = d_н + 3…4.

По справочным таблицам определяются параметры масла в зависимости от средней температуры масла t_м = :

-плотность ρ_м=f(t_м);

-удельная теплоемкость масла с_м= f(t_м).

Повышение температуры охлаждающей воды принимается =3…5°С.

Температура охлаждающей воды на выходе t₄ = t₃ + .

Среднелогарифмическая разность температур масла и воды

.

Теплоемкость воды .

Расход охлаждающей воды .

Скорость воды в трубках принимается w _в = 0,2…0,9 м/с.

Коэффициент в =1400+22* t_{в ср}.

Коэффициент теплоотдачи от внутренней поверхности трубки к воде

,

где d_вн– в м.

Скорость масла принимается = 0,05...0,65 м/с.

Коэффициент теплоотдачи от масла к трубкам

, Вт/м² *К;

Sи d_н – в мм.

Коэффициент теплопередачи от масла к воде , Вт/м² *К.

Поверхность охлаждения .