Уточненный расчет пвп.

Средняя скорость воды:

W_в.ср.=m_в/ f_в^'ρ_в=90,9/(951∙0,096)=0,996 м/с.

Число Рейнольдса для воды:

Re_в^ср= W_в.ср.∙d_вн/ν_в,

где ν_в=0,271∙10^-6 м²/с – коэффициент кинематической вязкости воды, при при t_ср.в=110 ⁰С.

Re_в^ср=0,996∙0,019/90,271∙10^-6)=69830 > 10⁴ – режим турбулентный;

следовательно, коэффициент теплоотдачи от стенок к воде определяется по формуле:

α₂=1,163∙β₁(ρ_в∙W_в.ср.)^0,8/ d_вн.^0,2=1,163∙11,18(951∙0,996)^0,8/0,019^0,2=6909,12 Вт/(м²К).

Оценивая предварительно величину коэффициента теплоотдачи от пара к стенке α₁=3850 Вт/(м²К), найдем температуру стенки трубки со стороны пара:

t_ст=t_п-(α₂(t_п- t_ср.в.))/( α₁+ α₂)=155,34-(6909,12∙(155,34-110))/(3850+6909,12)=126,22 ⁰С.

Средняя температура пленки конденсата:

t_пл=0,5(t_п+ t_ст)=0,5(155,34+126,22)=140,78 ⁰С.

Действительный коэффициент теплопередачи от пара к трубе:

;

где А₁ – коэффициент зависящий от температуры пленки, принимается по таблице А₁=2371;

r – теплота парообразования (таблица насыщения)

r=і^"-і'=2752,85-655,35=2097,5 кДж/кг, при редуцированном давлении пара Р= 0,55 МПа;

n_ср – среднее число труб в пучке, n_ср=228шт.;

Δt – разность температур пара и стенки,

Δt= t_п- t_ст=155,34-126,22=29,12 ⁰С.

α₁=1,163∙0,725∙2371(2097,5/(29,12∙228∙0,021))^0,25=3937,21 Вт/(м²К).

Полученное значение α₁=3937,21 Вт/(м²К) близко к ранее принятому, поэтому расчет считается законченным.

Коэффициент теплопередачи от пара к воде:

k=1/(1/α₁+1/α₂+δ_ст/λ_ст+δ₃/λ₃), Вт/(м²К);

где, толщина стенки трубки δ_ст=0,001м; толщину слоя накипи δ₃ принимаем равной 0,00035м; коэффициент теплопроводности латунной трубки λ_ст=105 Вт/(мК); коэффициент теплопроводности накипи λ₃=2,3 Вт/(мК).

k=1/(1/3937,21+1/6909,12+0,001/105+0,00035/2,3)=1784,38 Вт/(м²К).

Средняя логарифмическая разность температур греющего пара и нагреваемой воды, считая, сто процесс теплообмена протекает при постоянной температуре греющего пара:

Δt_ср=[(t_к-t₁)-(t_к-t₂)]/ln((t_к-t₁)/(t_к-t₂))=((155,34-90)-(155,34-30))/ ln(65,34/25,34)=42,23 ⁰С.

Поверхность нагрева:

F=Q/Δtk=23,528∙10⁶/(42,23∙1784,38)=312,23 м².

При достижении толщины загрязняющего слоя 0,4÷0,5 или один из ПВП должен быть отключен и заменен резервным.

Охладитель продувочной воды.

В тепловой схеме позиция 11. Он предназначен для подогрева сырой воды за счет теплоты продувочной воды. В охладитель продувочной воды поступает сырая вода с температурой t₂'=5 ⁰C в количестве m₂=29,14т/ч=8,09 кг/с, выходит из охладителя сырая вода с температурой t₂"=9,67 ⁰С. Из сепаратора с температурой t₁'=117 ⁰С в количестве m₁=2,23т/ч=0,619 кг/с выходит охлажденная вода до t₁"=50 ⁰С и выпускается в канализацию.

Тепловая мощность охладителя:

Q=m₂(t₂"- t₂')C_в∙η_под=8,09∙(9,67-5)∙4,18∙0,98=154,76 кВт.

Средний температурный напор:

где - большая и меньшая разности температур между теплоносителями на входе и выходе теплообменника, °С.

Δt_ср=((117-5)-(50-9,67))/ln(112/40,33)=70,17 ⁰С.

Принимаем коэффициент теплопередачи k=1300 Вт/(м²К), значение k невелико, так как в охладителе используется химочищенная вода.

Требуемая поверхность:

F=Q/Δtk=154,76∙10³/(1300∙70,17)=1,7 м².

К установке принимаем один теплообменник водо-водяной типа ТКЗ (по ПН-552-63), техническая характеристика которого:

номер подогревателя 2

количество и длина труб, мм 84×1200

площадь теплообменника, м² 4,82

число ходов по трубкам 4

площадь проходного сечения по трубкам, м² 0,00315

число ходов между трубками 4

площадь проходного сечения между трубками, м² 0,0066

наибольший расход воды, т/ч:

между трубками 30

через корпус 59

трубки латунные

d_нар/d_вн, мм 16/14

Так как теплообменник маленький, уточненный расчет не выполняется.