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.

  

  

  

  

  

  
  1. 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):











  1. Определение площади в соответствии с (1.1)



На данном этапе проводится и сравнение заданного коэффициента паровой нагрузки, с реальным:



  1. Определяется число труб:



  1. Определяется требуемая длина трубы:



  1. Вычисляется диаметр конденсатора:

uтр=0,3


  1. ПОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЁТ ПЕРВОГО РЕЖИМА

    1. Исходные данные


Задание: определить давление в рассчитанном конденсаторе при температуре воды на входе 13 . Все остальные параметры соответствуют номинальному режиму (табл. 1).
    1. Определение выходной температуры воды


Выходная температура выражается из уравнения теплового баланса, с учётом 1% тепловых потерь:


    1. 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
    1. 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):

  1. По формуле 2.1, температура на выходе будет равна:



  1. Недогрев будет равен (формула 2.3):



коэффициент теплоотдачи К:



где, по формулам 1.4 и 1.5:





  1. Температура насыщения тогда, по формуле 2.3:




3 . ПОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЁТ ВТОРОГО РЕЖИМА

    1. Исходные данные


Задание: определить давление в рассчитанном конденсаторе при расходе воды равном 62% от номинального. Все остальные параметры соответствуют номинальному режиму (табл. 1).
    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):

  1. По формуле 2.1, температура на выходе будет равна:



  1. Недогрев будет равен:



Коэффициент теплоотдачи К:






  1. Температура насыщения:





  1. ПОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЁТ ТРЕТЬЕГО РЕЖИМА

    1. Исходные данные

Задание: определить давление в рассчитанном конденсаторе при расходе пара равном 70% от номинального. Все остальные параметры соответствуют номинальному режиму (табл. 1).
    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 k*** kном



Порядок действий приведён для последнего, истинного значения =2433,88 кДж/(кг К):

  1. Температура на выходе будет равна:



  1. Недогрев будет равен:



Коэффициент теплоотдачи К:



Где:



  1. 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:


  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