Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АрхитектураБиологияГеографияДругоеИностранные языки
ИнформатикаИсторияКультураЛитератураМатематика
МедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогика
ПолитикаПравоПрограммированиеПсихологияРелигия
СоциологияСпортСтроительствоФизикаФилософия
ФинансыХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника

Углеродогазовая смесь: 2608,8 кг/ч



Углеродогазовая смесь: 2608,8 кг/ч

Температура начальная t 2 = 850 °С;

Температура конечная t’’2 =?

Предварительная температура =680°С

Тепловая нагрузка аппарата рассчитывается согласно формуле:

 

Q = V · cP · (t–t) = Q– Q(1)

 

где - V- объемный расход (часовой) УГС, м3/ч;

ср - удельная объемная теплоемкость УГС, кДж/(кг·К);

Q',Q"- соответственно начальное и конечное тепло УГС, кДж/ч;

 

Q=2608.8 · 1.298 · (850-680)=575657,8

 

Q=(VО.Г. · сО.Г. + GТ.У. · сТ.У. + VВ.П. · сВ.П.) · t2-Q (2)

 

где -VО.Г.- объемный расход (часовой) отходящего газа, м3/ч;

GТ.У.- массовый расход(часовой) технического углерода, кг/ч;

VB-П- объемный расход (часовой) водяного пара, м3/ч.

 

Q= (2668,8 · 1,447+2608,8 · 1,298+18722,4 · 1,704) · 850 – 575657,8 = 33319,47 МДж/ч

 

 

Расчет температурного режима.

 

Рисунок 1– Температурная схема потоков в воздухоподогревателе

 

Δtб = 380 °С, Δtм = 250 °С, тогда среднюю разность температур между холодным и горячим теплоносителями (), рассчитывают по формуле:

 

Средняя температура горячего газа (УГС):

tcpyrc=(850+680)/2=765 °C.

 

 

Средняя температура холодного газа (ВСД):

 

tср.всд = tcpyrc - tcp (3)

 

Согласно формуле (103) получаем:

 

tcpвсд = 765 - 315 = 450 0С

 

6.17.3 Физические параметры рабочих сред.

 

Воздух среднего давления:

Плотность ВСД при 450 °С (ρвсд), рассчитывают по формуле:

 

(4)

 

где - M – молярная масса компонента, кг/кмоль;

Р – давление в аппарате, МПа;

Р0 – давление при нормальных условиях.

Согласно формуле (104) получаем:

 

 

Плотность смеси рассчитываем по формуле:

 

(5)

 

Динамическая вязкость среды, [5]:

 

6)

 

Вязкость смеси находим по формуле, [5]:

 

(7)

 

где - - содержание i-го компонента в среде, об. дол. %;

- кинематическая вязкость i-го компонента, Па×с.

 

 

Кинематическая вязкость среды, [5]:

 

(8)

 

Коэффициент теплопроводности среды,[5]:

 

(9)

 

где - СР – удельная теплоемкость среды, кДж/(м3·К);

– динамическая вязкость среды, Па·с.

А=1,9; к=1,4. [13].

 

 

Критерий Прандля,[4]:

 

(10)

 

где - - плотность среды,кг/м3,

- кинематическая вязкость среды, м/с2;

- удельная теплоемкость среды, кДж/(м3·К);

- коэффициент теплопроводности среды, Вт/м·К.

 

Углеродогазовая смесь:

T=765оC =1038К.

Плотность УГС при 765 °С (ρугс), рассчитывают по формуле:

 

(11)

 

где - GОГ, GТУ, GВП - массовый расход соответственно отходящего газа, технического углерода и водяного пара, кг/ч.



V-обьемный расход отходящего газа, технического углерода и водяного пара, м3/ч;

Р – давление в аппарате, МПа.

 

 

Динамическая вязкость среды находим по формуле (12):

 

Вязкость смеси находим по формуле, (13)

 

 

Кинематическую вязкость среды находим согласно формуле (14)

 

 

Коэффициент теплопроводности среды находим по формуле (15)

 

 

Критерий Прандля рассчитываем по формуле (16)

 

 

 

Определение ориентировочной поверхности теплообмена и подбор подогревателя воздуха.

 

Ориентировочный коэффициент теплопередачи:

К=20 Вт/(м2 ·°С) [3].

Ориентировочная поверхность теплообмена, [5]:

 

(17)

 

где - Q - тепловая нагрузка на подогреватель,Вт;

КОР - ориентировочный коэффициент теплопередачи;

Δtcp - средняя логарифмическая разность температур.

 

 

Выбираем подогреватель ПВ-200 со следующими характеристиками:
диаметр кожуха (внутренний) DK=1000 мм.
диаметр трубок dТР=42x4,5 мм.
количество трубок nТР=211 шт.
средняя длина трубок 1СР=3,952 м.
число ходов z = 1.
средний радиус изгиба RСР =0,9 м.
Общая поверхность теплообмена:

F=198 м2.

 

Коэффициент теплопередачи.

 

Коэффициент теплоотдачи от горячего газа (УГС) к стенке.

Объемный расход (секундный), [5]:

 

(18)

 

 

Скорость газовой смеси:

(19)

где - VC – секундный расход, м3/с,

S – площадь поперечного сечения, м2.

 

 

Критерий Рейнольдса, [5]:

(20)

где - w - скорость газовой смеси; м/с;

– определяющий размер;

- кинематическая вязкость среды, м/с2.

 

 

Критерий Нуссельта,[5]:

 

(21)

 

 

Коэффициент теплоотдачи,[5]:

 

(22)

 

где - – определяющий размер;

- коэффициент теплопроводности среды.

 

 

(23)

где - - поправочный коэффициент, учитывающий соотношение длины труб к их диаметру.

 

(24)

 

- поправочный коэффициент, учитывающий дополнительные факторы турбулизации при движении газа в изогнутыхтрубах.

 

 

 

Коэффициент теплоотдачи от стенки к холодному газу(ВСД)

Продольное смывание трубного пучка.

 

Площадь поперечного сечения:

 

(25)

 

Определяющий размер:

(26)

 

Объемный расход (секундный) определяется по формуле:

 

 

Скорость газовой смеси определяется по формуле:

 

 

Критерий Рейнольдса определяется по формуле:

 

 

Критерий Нуссельта определяется по формуле:

 

Коэффициент теплоотдачи определяется по формуле:

Поперечное смывание трубного пучка.

Определяющий размер: dтр=0,039 м.

Площадь поперечного сечения, [5]:

 

S=h· (D-nmax·dтр) (27)

 

где - nmax- максимальное число труб в одном ряду;

h-расстояние между перегородками.

 

S= 0,6· (1,0 –16·0,042) = 0,19 м2

 

Скорость газовой смеси находим согласно формуле:

 

 

Критерий Рейнольдса по формуле:

 

 

Критерий Нуссельта находим по формуле:

 

 

Коэффициент теплоотдачи по формуле:

 

 

 

Средний коэффициент теплоотдачи рассчитывают:

 

 

Коэффициент теплопередачи определяем по формуле:

 

(28)

 

где a2 – коэффициент теплоотдачи от стенки к ВСД, Вт/(м2·К);

a1 – коэффициент теплоотдачи от УГС к стенке, Вт/(м2·К);

– суммарное термическое сопротивление трубок теплообменника, (м2·К)/Вт.

 

 

Расчет поверхности теплообмена.

 

Расчетная поверхность теплообмена определяется по формуле:

 

 

Запас поверхности теплообмена составляет:

 

 

Температура стенки:

-со стороны более горячего теплоносителя,:

 

(29)

 

где - К – коэффициент теплопередачи, Вт/(м2 ·°С);

- коэффициент теплопроводности;

- средняя разность температур, оС.

 

 

-со стороны более холодного теплоносителя, [5]:

 

(30)

 

где - К – коэффициент теплопередачи, Вт/(м2 ·°С);

- коэффициент теплопроводности;

- средняя разность температур, оС.

 

 

К установке принимается подогреватель воздуха ПВ-200 со следующими характеристиками, [5]:

-Диаметр трубок - 42x4,5 мм.

-Количество трубок - 211 шт.

-Средняя длина трубок - 3,952 м.

-Диаметр кожуха (внутренний) - 1000 мм.

-Число ходов - 1.

-Средний радиус изгиба - 0,9 м.

-Материал:

-кожуха - ст.12Х18Н10Т.

-трубок - ст. 12X18Н10Т.

-Количество - 1шт.

 


Дата добавления: 2015-08-27; просмотров: 52 | Нарушение авторских прав




<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Примеры расчета электродинамических усилий между параллельными шинами при постоянном и переменном токах | Для примера: со 100 кг вы приседаете 6 раз, значит, вероятный максимум составит 124 кг.

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.039 сек.)