Файл: Санктпетербургский политехнический университет петра великого.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.03.2024
Просмотров: 17
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ПЕТРА ВЕЛИКОГО
Институт Энергетики
Высшая школа атомной и тепловой энергетики
Тепломассообменное оборудование АЭС
Расчётное задание 1
«Конструкторский и поверочный расчёты конденсатора. Гидравлическое и паровое сопротивления конденсатора»
Преподаватель М.А. Кочнев
Студент гр. 3231401/90101 А.И. Полевой.
-
КОНСТРУКТОРСКИЙ РАСЧЁТ
1.1 Исходные данные
Задание: определить площадь теплообмена (F), число труб (N), их длину (l) и диаметр конденсатора (Dу), по исходным данным из табл. 1
Таблица 1
Исходные данные к номинальному режиму
Величина | Обозначение | Значение | Ед.измерения |
Давление в конденсаторе | Pк | 5,1 | кПа |
Темп. воды на входе в конд. | tвх | 17 | °С |
Объёмный расход воды | Gв | 105000 (29,167) | м3/ч (м3/с) |
Массовый расход воды | G | 29166,67 | кг/с |
Массовый расход пара | Dп | 1268800 (352,44) | кг/ч (кг/с) |
Наруж./внутр. диаметр труб | dн/dвн | 25/23 (0,025/0,023) | мм (м) |
Число ходов | Z | 2 | - |
Тип воды | - | морская | - |
Материал трубок | - | Нерж. сталь | - |
Зная давление, по таблицам теплофизических свойств определим ts, rs, ρвх и Ср (табл. 2).
Таблица 2
Основные параметры теплоносителя при давлении 5,1 кПа
Обозначение | Значение | Ед.измерения |
ρвх | 998,73 | кг/м3 |
ts | 33,228 | °С |
rs | 2422,16 | кДж/кг |
Ср | 4,188 | кДж/(кгК) |
З адаётся по таблице 3 скорость в зависимости от материала трубок:
Таблица 3
Основа конструкторского расчёта – уравнение теплопередачи, откуда и будет вестись расчёт площади поверхности теплообмена:
1.2. Определение коэффициента теплопередачи
Коэффициент теплопередачи, по методике ВТИ, для температур входящей воды до 35°С определяется по формуле:
где а – параметр состояния с учётом материала и поверхности, принятый равным 0,9 =0,765 ;
dk – удельная паровая нагрузка (кг/м2ч), вычисляемая как:
Фd – коэффициент влияния паровой нагрузки, равен единице
Для удобства дальнейших расчётов и режимов, формулу (1.2) разделим по факторам:
где:
1.3. Определение логарифмического напора
Температурный напор можно определить без итераций, вычисляется он по формуле:
где вычисляется как:
1.4. Решение итерационного расчёта
Итерации ведутся по значению dk, пока не сойдутся заданное и полученное значение. Порядок действий приведён для последнего, истинного значения dk=78,51 кг/(м2ч):
-
Определение площади в соответствии с (1.1)
На данном этапе проводится и сравнение заданного коэффициента паровой нагрузки, с реальным:
-
Определяется число труб:
-
Определяется требуемая длина трубы:
-
Вычисляется диаметр конденсатора:
uтр=0,3
-
ПОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЁТ ПЕРВОГО РЕЖИМА
-
Исходные данные
-
Задание: определить давление в рассчитанном конденсаторе при температуре воды на входе 13 . Все остальные параметры соответствуют номинальному режиму (табл. 1).
-
Определение выходной температуры воды
Выходная температура выражается из уравнения теплового баланса, с учётом 1% тепловых потерь:
-
Определение недогрева и температуры насыщения воды
Недогрев воды до температуры насыщения определяется по формуле:
причём в выражении для коэффициента теплопередачи К меняются факторы А и В
-
Решение итерационного расчёта
Итерации ведутся по значению , пока не сойдутся заданное и полученное значение. Порядок действий приведён для последнего, истинного значения =2430,6 кДж/(кг К):
-
По формуле 2.1, температура на выходе будет равна:
-
Недогрев будет равен (формула 2.3):
коэффициент теплоотдачи К:
где, по формулам 1.4 и 1.5:
-
Температура насыщения тогда, по формуле 2.3:
3 . ПОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЁТ ВТОРОГО РЕЖИМА
-
Исходные данные
Задание: определить давление в рассчитанном конденсаторе при расходе воды равном 62% от номинального. Все остальные параметры соответствуют номинальному режиму (табл. 1).
-
Решение итерационного расчёта
Скорость:
Так как расчёт полностью совпадает с расчётом параграфа 2, с точностью до формулы для К. Порядок действий приведён для последнего, истинного значения =2411,83 кДж/(кг К):
-
По формуле 2.1, температура на выходе будет равна:
-
Недогрев будет равен:
Коэффициент теплоотдачи К:
-
Температура насыщения:
-
ПОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЁТ ТРЕТЬЕГО РЕЖИМА-
Исходные данные
-
Задание: определить давление в рассчитанном конденсаторе при расходе пара равном 70% от номинального. Все остальные параметры соответствуют номинальному режиму (табл. 1).
-
Решение итерационного расчёта
Удельная паровая нагрузка:
Сразу можно определить и влияние этой пониженной нагрузки (коэффициент Фd , в соответствии с параграфом 1.2:
Так как величина заданной нагрузки из интервала dkгран
Порядок действий приведён для последнего, истинного значения =2433,88 кДж/(кг К):
-
Температура на выходе будет равна:
-
Недогрев будет равен:
Коэффициент теплоотдачи К:
Где:
-
Температура насыщения тогда:
5. ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ КОНДЕНСАТОРА
Гидравлический расчёт по водяному тракту ведётся по исходным данным номинального режима. Для этого используется формула Казанского А.М.:
где параметры Z, a, L, w – известны из параграфа 1, а остальные:
-
– параметр учитывающий диаметр и температуру воды, вычислен линейной интерполяцией по табл. 4
Таблица 4
Параметр
-
– поправка на разность средней температуры воды от 20°С:
Тогда, по формуле 5.1:
-
ПАРОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ
Паровое сопротивление также считается для номинального режима, по формуле ВТИ:
где известны из параграфа 1, а остальные:
-
ck=(0,16..0,24)⋅10-4 – коэффициент парового сопротивления, выбранный :
ck=0,16⋅10-4
-
– удельный объём насыщенного пара при заданном давлении:
Санкт-Петербург
2022