ТЕПЛООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ
Для подогрева сетевой, сырой и химически очищенной воды в котельных с водогрейными котлами применяются водоводяные теплообменники, а в котельных с паровыми котлами — пароводяные теплообменники (подогреватели).
Водоводяные теплообменники.Количество теплоты (кДж/с) воспринятое нагреваемой водой в теплообменнике, определяется по формуле
Q=W1cp1(t -t )η=W2cp2(t -t ), (2.64)
где W1 — расход нагревающей воды, кг/с; W2 — расход нагреваемой воды, кг/с; cp1 и ср2 — средние массовые теплоемкости нагревающей и нагреваемой воды при постоянном давлении кДж/(кг·К), t и t —температуры нагревающей воды на входе и выходе, °С; t и t — температуры нагреваемой воды на входе и выходе °С; η — коэффициент, учитывающий потери теплоты теплообменником в окружающую среду.
Поверхность нагрева (м2) теплообменника определяется из уравнения теплопередачи
, (2.65)
где k — коэффициент теплопередачи, кВт/(м2·К); Δtcp — средний температурный напор в теплообменнике, °С.
Средний температурный напор в прямоточном теплообменнике
. (2.66)
Средний температурный напор в противоточном теплообменнике
. (2.67)
Если ≤1,7, то средний температурный напор в теплообменнике находится по формуле
. (2.68)
Пароводяные теплообменники.Количество теплоты (кДж/с), воспринятое нагреваемой водой в теплообменнике, определяется по формуле
Q'=D1(i"-i )η=W2cp2(t -t ), (2.69)
где D1 — расход нагревающего пара, кг/с; i" — энтальпия нагревающего пара, кДж/кг; i — энтальпия конденсата, кДж/кг.
Поверхность нагрева (м2) теплообменника находится из уравнения теплопередачи
. (2.70)
Средний температурный напор как впрямоточном, так ив противоточном пароводяном теплообменнике
, (2.71)
где tn — температура нагревающего пара, °С.
Задача 2.110.Определить расход нагреваемой воды и поверхность нагрева прямоточного водоводяного теплообменника, если известны расход нагревающей воды W1=15 кг/с, температура нагревающей воды на входе в теплообменник t =120°C, температура нагревающей воды на выходе из теплообменника t =80°C, температура нагреваемой воды на входе в теплообменник t =10°С, температура нагреваемой воды на выходе из теплообменника t =60°С, коэффициент теплопередачи k=1,9 кВт/(м2·К) и коэффициент, учитывающий потери теплоты теплообменником в окружающую среду, η=0,98.
Решение: Количество теплоты, воспринятое нагреваемой водой в теплообменнике, определяем по формуле (2.64):
Q=W1cp1(t -t )η=15·4,19(120-80)0,98=2463,7 кДж/с.
Расход нагреваемой воды в теплообменнике находим из формулы (2.64):
=11,8 кг/с.
Средний температурный напор в прямоточном теплообменнике определяем по формуле (2.66):
=53°C.
Поверхность нагрева теплообменника находим по формуле (2.65):
=24,5 м2.
Задача 2.111.Определить поверхность нагрева противоточного водоводяного теплообменника, если известны расход нагреваемой воды W2=5кг/с, температура нагревающей воды на входе в теплообменник t =97°C, температура нагревающей воды на выходе из теплообменника t =63°С, температура нагреваемой воды на входе в теплообменник t =17°C температура нагреваемой воды на выходе из теплообменника t =47°Cи коэффициент теплопередачи k=1,1 кВт/(м2·К).
Ответ: F=11,8 м2.
Задача 2.112.Определить расход нагревающего пара и поверхность нагрева противоточного пароводяного теплообменника, если известны расход нагреваемой воды W2=5,6 кг/с, давление нагревающего пара pn=0,12 МПа, температура нагревающего пара tn=104°С, энтальпия конденсата i =436 кДж/кг, температура нагреваемой воды на входе в теплообменник t =12°С, температура нагреваемой воды на выходе из теплообменника t =42°C, коэффициент теплопередачи k=1,05 кВт/(м2К) и коэффициент, учитывающий потери теплоты теплообменником в окружающую среду, η=0,97.
Ответ: D1=0,32 кг/с; F=20,3 м2.
Задача 2.113.Определить расход нагреваемой воды и средний температурный напор в прямоточном пароводяном теплообменнике, если известны расход нагревающего пара D1=1 кг/с, давление нагревающего пара pп=0,118 МПа, температура нагревающего пара tn=104°C,энтальпия конденсата i =436 кДж/кг, температура нагреваемой воды на входе в теплообменник t =10°C, температура нагреваемой воды на выходе из теплообменника t =36°С и коэффициент, учитывающий потери теплоты теплообменником в окружающую среду, η=0,98.
Ответ: W2=20,2 кг/с; Δtcp=80°С.
Задача 2.114.Определить поверхность нагрева прямоточного водоводяного теплообменника, если известны расход нагревающей воды W1=2 кг/с, расход нагреваемой воды W2=2,28кг/с, температура нагревающей воды на входе в теплообменник t =97°С, температура нагреваемой воды на входе в теплообменник t =17°C, температура нагреваемой воды на выходе из теплообменника t =47°C,коэффициент теплопередачи k=0,95 кВт/(м2·К) и коэффициент, учитывающий потери теплоты теплообменником в окружающую среду, η=0,97.
Ответ: F=1,6 м2.
Дата добавления: 2020-07-18; просмотров: 498;