Расчет конденсатора-дегазатора

3.5 Расчет конденсатора-дегазатора

3.5.1 Расчет конденсатора

В трубках циркулирует техническая вода, в корпусе - вторичный пар после выпарного аппарата и доупаривателя.

Вторичный пар поступает в количестве 0,9W=1,452кг/с и имеет следующие параметры: давление пара Р_п=0,12 МПа, его температура t^/_п=104,81°С, энтальпия пара h_п=2683,8кДж/кг, энтальпия конденсата h_к=439,36кДж/кг, температура конденсата на выходе из конденсатора t_К=50 °С.

Схема движения теплоносителей простая смешанная (один ход в межтрубном пространстве и два хода в трубном).

Начальная и конечная температуры охлаждающей воды: t^/_в=28°С, t^//_в=47°С. Средняя температура воды

t_в=0,5(t^/_в+t^//_в)=0,5(28+47)=37,5°С.

Определим среднюю разность температур [4,с.170].

При противотоке 104,81-47=57,81 =50-28=22;

 (3.5.1.1)

 (3.5.1.2)

31,52°С

Средняя температура в корпусе t_ср=t_в+=37,5+31,52=69,02 °С.

Тепловая мощность горизонтального теплообменника конденсатора определяется из уравнения теплового баланса:

Q_к=0,9W[(h_п-h_к)+C(t^/_п-t_к)]=G_вC_в(t^//_в-t^/_в) [14.с.20],(3.5.1.3)

где 0,9W - расход вторичного пара в горизонтальный теплообменник конденсатора после ВА и ДУ;

С - удельная теплоёмкость жидкого горячего теплоносителя, С=4225 Дж/(кг*К);

G_в - расход охлаждающей воды, кг/с;

C_в - удельная теплоёмкость воды,

С_в=4174Дж/(кг*К) при t_в=37,5°С;

Q_к=1,452(2683,8-439,36)10³+1,452*4225(104,81-50)=3595169,79Вт.

Расход охлаждающей воды:

 (3.5.1.4)

45,33 кг/с.

Определим коэффициент теплопередачи графоаналитическим методом.

По формуле Нуссельта при t^/_п= 104,81 °С:

(3.5.1.5)

где  - поправочная функция, для водяного пара примем =1;

 - поправочный множитель, учитывающий влияние числа труб по вертикали, при n>100 =0,6 [4,с.162],[13,с.288];

Поверхностная плотность теплового потока от пара к стенке, Вт/м²:

Вт/м².

Теплообменник выполнен из стали 12Х18Н10Т с =26,ЗВт/(м*К), d_н/d_вн⁼25/20мм, толщина стенки 2,5мм. Для накипи примем значения 2 Вт/(м*К) и 0,2мм.

Поверхностная плотность теплового потока через стенку трубы:

.

Поверхностная плотность теплового потока через накипь:

.

Поверхностная плотность теплового потока от стенки к воде:

=0,628Вт/(м*К);

=1,5м/с - принятая скорость в трубах;

=0,717* 10^-6 м²/с - кинематическая вязкость воды при t_в=37,5°С;

 Rе>3500;[6,с.36,59]

[4,с.155](3.5.1.6)

Строим график зависимости  (рисунок 3.3).При 31,52°С q=99900 Вт/м²

Коэффициент теплопередачи конденсатора:

3169 Вт/(м²*К).

Площадь поверхности теплообмена:

35,99 м².