Изменение паровой нагрузки при постоянном расходе и температуре охлаждающей воды

Общие указания к решению

Порядок выполнения задания

Данные, необходимые для расчета

Для расчета студентам необходимы следующие данные, которые являются общими для всех вариантов:

– поверхность охлаждения конденсатора F =3970 м²;

– внутренний диаметр трубок конденсатора d_ВН = 23 мм;

– коэффициент чистоты конденсатора а = 0,8;

– номинальная скорость охлаждающей воды в трубках w_В = 1,167 м/с;

– нагрев охлаждающей воды в конденсаторе на номинальном режиме Dt_Р = 8,67 ^ОС.

Кроме того, необходимы данные, приведенные в табл. 7. Эти данные зависят от номера варианта задания, полученного студентом.

В табл. 7 использованы обозначения:

D_КР – расход пара в рабочем (номинальном) режиме, кг/м²ч;

D_К1, D_К2, D_К3 – точки для расчета в режиме, переменном по расходу пара, кг/м²ч;

D_КГР – граничное значение расхода пара, при котором меняется характер зависимостей, кг/м²ч;

t_1В^Р – начальная температура охлаждающей воды в номинальном (рабочем) режиме, ^ОС;

t_1В¹, t_1В², t_1В³ – точки для расчета в режиме, переменном по температуре охлаждающей воды, ^ОС;

W_Р – расход охлаждающей воды в номинальном (рабочем) режиме, кг/с;

W₁, W₂, W₃ – точки для расчета в режиме, переменном по расходу охлаждающей воды, кг/с.

Изменение температуры охлаждающей воды в конденсаторе в зависимости от времени представлено на рис. 11. На рис. 11 по оси абсцисс отложено время пребывания воды в конденсаторе, по оси ординат – температура охлаждающей воды, использованы также обозначения:

t_1B – начальная температура охлаждающей воды на входе в конденсатор, ^ОС;

Таблица 7

Исходные данные для работы "Переменный режим работы конденсатора"

№ вари­анта

Номинальные значения параметров

Расход пара при режиме, переменном по пару DК, кг/м^2ч

Температура охл.воды в режиме, переменном по температуре воды, ^ОС

Расход охл.воды в режиме, переменном по расходу воды, кг/с

DКР, кг/м^2ч

t1В^Р, ^ОС

WР, кг/с

DК1

DК2

DК3

t1В^1

t1В^2

t1В^3

W1

W2

W3

0,5 DКГР

DКГР

1,25 DКГР

t1В^Р - 5

t1В^Р

t1В^Р + 5

0,5 WР

WР

1,2 WР

0,4 DКГР

DКГР

1,16 DКГР

t1В^Р - 5

t1В^Р

t1В^Р + 6

0,25 WР

0,5 WР

WР

0,3 DКГР

DКГР

1,27 DКГР

t1В^Р - 6

t1В^Р

t1В^Р + 4

0,6 WР

0,8 WР

WР

0,6 DКГР

DКГР

1,18 DКГР

t1В^Р - 4

t1В^Р

t1В^Р + 6

0,5 WР

WР

1,5 WР

0,7 DКГР

DКГР

1,24 DКГР

t1В^Р - 10

t1В^Р

t1В^Р +10

0,4 WР

0,75 WР

WР

0,3 DКГР

DКГР

1,16 DКГР

t1В^Р - 8

t1В^Р

t1В^Р + 7

0,8 WР

WР

1,2 WР

0,6 DКГР

DКГР

1,14 DКГР

t1В^Р - 9

t1В^Р

t1В^Р + 6

0,3 WР

0,6 WР

WР

0,5 DКГР

DКГР

1,17 DКГР

t1В^Р - 4

t1В^Р

t1В^Р + 4

0,75 WР

WР

1,25 WР

0,7 DКГР

DКГР

1,28 DКГР

t1В^Р - 11

t1В^Р

t1В^Р + 3

0,2 WР

0,6 WР

WР

0,4 DКГР

DКГР

1,14 DКГР

t1В^Р - 7

t1В^Р

t1В^Р + 7

WР

1,25 WР

1,5 WР

0,7 DКГР

DКГР

1,26 DКГР

t1В^Р - 5

t1В^Р

t1В^Р + 5

0,8 WР

WР

1,2 WР

0,5 DКГР

DКГР

1,24 DКГР

t1В^Р - 9

t1В^Р

t1В^Р + 3

0,4 WР

0,75 WР

WР

0,3 DКГР

DКГР

1,15 DКГР

t1В^Р - 5

t1В^Р

t1В^Р + 6

0,3 WР

0,6 WР

WР

0,6 DКГР

DКГР

1,26 DКГР

t1В^Р - 11

t1В^Р

t1В^Р + 7

0,5 WР

WР

1,5 WР

0,4 DКГР

DКГР

1,17 DКГР

t1В^Р - 6

t1В^Р

t1В^Р + 4

0,75 WР

WР

1,25 WР

0,6 DКГР

DКГР

1,25 DКГР

t1В^Р - 4

t1В^Р

t1В^Р + 4

0,6 WР

0,8 WР

WР

0,3 DКГР

DКГР

1,14 DКГР

t1В^Р - 4

t1В^Р

t1В^Р + 6

0,2 WР

0,6 WР

WР

0,7 DКГР

DКГР

1,27 DКГР

t1В^Р - 9

t1В^Р

t1В^Р + 6

0,25 WР

0,5 WР

WР

0,5 DКГР

DКГР

1,16 DКГР

t1В^Р - 10

t1В^Р

t1В^Р +10

WР

1,25 WР

1,5 WР

0,4 DКГР

DКГР

1,28 DКГР

t1В^Р - 8

t1В^Р

t1В^Р + 7

0,5 WР

WР

1,2 WР

t_2B – конечная температура охлаждающей воды на выходе из конденсатора, ^ОС;

t_K – температура конденсации пара, равная температуре насыщения при установившемся давлении пара в конденсаторе, ^ОС;

Δt – нагрев охлаждающей воды в конденсаторе, ^ОС;

d t – недогрев охлаждающей воды до температуры конденсации пара, ^ОС;

t_К – время конденсации, с.

При изменении только паровой нагрузки разность между температурой охлаждающей воды на выходе и входе в конденсатор подсчитывается по формуле

Δt = Δt_Р , (15)

где Δt_Р – величина нагрева охлаждающей воды на номинальном режиме (т.е. при максимальной паровой нагрузке), ^ОС;

D_K – текущая паровая нагрузка конденсатора, кг/(м²∙ч);

D_KP – рабочая паровая нагрузка конденсатора на номинальном режиме, кг/(м²∙ч).

Из [1] известно, что коэффициент теплопередачи k в диапазоне нагрузок от D_KP до D_KГP остается постоянным; D_KГP – граничное значение паровой нагрузки конденсатора, при котором происходит изменение характера зависимостей, описывающих процессы в конденсаторе. При этом разность температур между паром и водой на выходе из конденсатора (недогрев охлаждающей воды до температуры конденсации) определяется по формуле

δt = δt_Р , (16)

где δt_Р – значение недогрева на номинальном режиме, ^ОС.

Величина D_KГP определяется по формуле

D_KГP = (0,9 – 0,012 t_1В) D_KP, (17)

где t_1B – температура охлаждающей воды на входе в конденсатор, ^ОС.

Температура пара в конденсаторе всегда равна

t_К = t_1B + Δt +δt. (18)

Выражение (18) справедливо для любого переменного режима, в том числе и при совместном изменении паровой нагрузки, температуры и количества охлаждающей воды.

Если D_K < D_KГP, т.е. текущая паровая нагрузка конденсатора меньше граничного значения, то недогрев охлаждающей воды δt рассчитывают по формуле

δt = , (19)

где k – коэффициент теплопередачи, кВт / (м² × ^ОС),

F – поверхность конденсатора, м²,

W – расход охлаждающей воды, кг/с,

с – теплоемкость воды, кДж / (кг ∙ ^ОС).

Коэффициент теплопередачи k подсчитывается по формуле Бермана [1]:

k = 4,07 a , (20)

где Х = 0,12 а (1 + 0,15 t_1B),

w_В – скорость охлаждающей воды в трубках конденсатора, м/с;

d_BH – внутренний диаметр трубок конденсатора, мм;

а – коэффициент чистоты конденсатора;

Ф_Z – коэффициент, учитывающий число ходов конденсатора (для данного конденсатора величина постоянная);

Ф_D – коэффициент учитывающий паровую нагрузку конденсатора.

Ф_D = с (2-с), (21)

здесь с = D_K / D_КГР.

При изменении только паровой нагрузки в формуле (20) изменяется только коэффициент Ф_D. Если ≥ 1, то Ф_D = 1.

Дата добавления: 2015-06-29