Реферат: Расчет тепловой схемы парогенератора ПГВ-1000 с построением диаграмм t-Q, тепловой и гидродинамический расчеты

Определим число труб теплопередающей поверхности.

Определим внутренний диаметр трубы:

d _в = d _н -2 d =16-2*1,5=13 мм.

Определим площадь сечения трубы:

F _тр = p * d _н ² /4=3,14*13² /4=1,33*10^-4 м²

Зададимся скоростью теплоносителя на входе в трубчатку:

W ₁ вх=5 м/с.

Определим расчетное число труб теплопередающей поверхности из уравнения сплошности потока:

G _вн = f _вн * W _1вх / n ₁ ',

где f _вн = f _тр * n ,

n ₁ '=1,694*10^-3 м³ /кг, тогда

n =( G * n ₁ ')/( f _тр * W _1вх )=12736 шт.

4. Тепловой расчет.

1. Определим средний температурный напор воль поверхности нагрева:

D t _б =84 ° C ,

D t _м =57 ° C ,

D t _б / D t _м =1,4<1,7

Поскольку температурный напор и, следовательно, удельный тепловой поток, изменяются значительно, то коэффициент теплоотдачи от стенки к кипящей воде и коэффициент теплопередачи рассчитываются раздельно на границах участка. Коэффициент теплопередачи рассчитывается, как среднее арифметическое этих двух значений. Коэффициент теплоотдачи от теплоносителя к стенке трубы рассчитывается по средней температуре теплоносителя и принимается одинаковым для всего участка:

D t _ср =( D t _б + D t _м )/2 = (84+57)=70,5 ° C .

2.Определим коэффициент теплоотдачи от теплоносителя к стенке трубы.

2.1. Средняя температура теплоносителя на участке

t _1ср =( D t _ср + D t _ср )/2=(318+291)/2=305 ° C .

2.2. Физические параметры воды при t _1ср =305 ° C :

плотностьr ₁ =799 кг/м³ ,

коэффициент теплопроводности l ₁ =0,531 Вт/(м*К),

вязкостьm ₁ =88,3 *10^-6 Па*с,

число ПрандтляPr =0,98,

удельный объем^- u ₁ =1,425*10^-3 м³ /кг.

2.3. Скорость теплоносителя

W ₁ =( G _м * ^- u ₁ )/( F _тр * n )=4,19 м/с.

2.4. Число Рейнольдса

Re =( W ₁ * d _вн )/(^- u ₁ * m ₁ )= (4,19 *0,013)/( 1,425*10^-3 * 88,3 *10^-6 )=4,42 *10⁵

2.5. Определяем средний для участка коэффициент теплоотдачи от теплоносителя к трубе по формуле:

a ₁ =0,021*( l ₁ /d)*Re^0,8 *Pr^0,43 =

=0,021*(0,53/0,013)*(4,42 *10⁵ )^0,8 *0,98^0,43 =

=2,73 *10⁴ Вт/(м² *К).

2.6. Термическое сопротивление:

R ₁ =1/ a ₁ =3.66 * 10^-5 (м² *К)/ Вт.

2.7. Температура стенки:

t _ст = t ₁ ^ср -(1/3)*( t ₁ ^ср - t_s )=305-(1/3)*(305-224)=281 ° C .

2.8. Теплопроводность стали 12Х18Н10Т при t _ст =281 ° C

l _ст =18,51 Вт/(м*К) (приложение IX учебника)

Термическое сопротивление стенки:

R _ст = d _ст / l _ст =1,5*10^-3 /(18,51)=8, 1* 10^-5 (м² *К)/ Вт.

2.9. Термическое сопротивление окисных пленок:

2 R _ок =1,5* 10^-5 (м² *К)/ Вт.

2.10. Сумма термических сопротивлений:

R = R ₁ + R _ст + 2 R _ок= 3,66* 10^-5 + 8, 1* 10^-5 +1,5* 10^-5 =

=13,26 * 10^-5 (м² *К)/ Вт.

3. Определяем коэффициент теплоотдачи от стенки трубы к кипящей воде во входном сечении:

3.1. Проведем расчет методом последовательных приближений. Первое значение теплового потока q для расчета берем из диапазона:

q=(0,8 ¸ 0,9)* D t _б /R =(0,8 ¸ 0,9)* 84/13,26 * 10^-5 =(5,67 ¸ 6,38) * 10^-5

Принимаем: q '=6,2

3.2. Определяем коэффициент теплоотдачи от стенки трубы к кипящей воде по формуле:

a ₂ '=(10,45/(3,3-0,0113(T_s - 373)))* (q')^0,7 =62000 ( Вт / м ² *K)