2015-07-03
513
Примеры расчета искомых показателей работы конденсатора для варианта задания № 11 (то есть № 1 по табл. 3а и № 1 по табл. 3б) приведены в табл. 4–6. Необходимо обратить внимание, что в табл. 4–6 в качестве примера дан столбец значений только по последней итерации. При выполнении расчетов вряд ли удастся с первого раза «угадать» температуру насыщения в паровом пространстве конденсатора; в таких случаях потребуется выполнить 2–3 итерации, соответственно в каждой из табл. 4–6 должны появиться по 2–3 столбца значений, каждый из которых будет соответствовать новой итерации.
Таблица 4. Пример поверочного теплового расчета конденсатора по методике ВТИ
| Наименование показателя, обозначение, единица измерения | Метод определения | Значение |
1. Проходное сечение трубок конденсатора для охлаждающей воды  , м2
| 
| 2,774 |
2. Средняя скорость охлаждающей воды в трубках конденсатора  , м/с
| 
| 1,903 |
3. Номинальная удельная паровая нагрузка конденсатора  , кг/(м2∙ч)
|  *103
| 46,512 |
4. Удельная паровая нагрузка конденсатора в заданном режиме  , кг/(м2∙ч)
|  *103
| 50,184 |
5. Граничная удельная паровая нагрузка конденсатора  , кг/(м2∙ч)
| 
| 40,744 |
6. Отношение удельных паровых нагрузок конденсатора 
| 
| 1,232 |
7. Фактор, учитывающий влияние на коэффициент теплоотдачи паровой нагрузки конденсатора  , ед.
| При нагрузке  значение  .
При нагрузке  значение 
| 1,00000 |
8. Комплекс 
| 
Примечание: значение  подставлять в миллиметрах
| 0,98938 |
9. Комплекс 
| 
| 0,163933 |
10. Комплекс 
| 
| 0,00000 |
11. Среднее значение коэффициента теплопередачи поверхности теплообмена конденсатора  , Вт/(м2∙К)
| 
| 3030,0 |
12. Температура насыщения  , 0C
| Задаётся | 20,5 |
13. Разность теплосодержаний пара и конденсата  , кДж/кг
| По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара при
| 2452,39 |
14. Теплоёмкость охлаждающей воды  , кДж/(кг∙К)
| В первом приближении может приниматься постоянной 
| 4,19 |
15. Температура охлаждающей воды на выходе из конденсатора  , 0C
| 
| 14,50 |
16. Недогрев охлаждающей воды до температуры насыщения (конечный температурный напор конденсатора)  , 0C
| 
| 6,06 |
17. Новое значение температура насыщения  , 0C
| 
| 20,56 |
18. Невязка  , %
| 
Если невязка  , то расчёт повторяется с п.12 при 
| 0,31 |
19. Давление в корпусе конденсатора  , кПа
| По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара при
| 2,422 |
Таблица 5. Пример поверочного теплового расчета конденсатора по методике КТЗ
|
|
|
| Наименование показателя, обозначение, единица измерения | Метод определения | Значение |
| 1. Температура насыщения , 0C
| Задаётся | 24,10 |
| 2. Разность теплосодержаний пара и конденсата , кДж/кг
| По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара при
| 2443,8 |
| 3. Теплоёмкость охлаждающей воды , кДж/(кг∙К)
| В первом приближении может приниматься постоянной
| 4,19 |
| 4. Температура охлаждающей воды на выходе из конденсатора , 0C
|
| 14,46 |
5. Нагрев охлаждающей воды в конденсаторе  , 0C
| 
| 12,46 |
6. Среднелогарифмическая разность температур  , 0C
| 
| 15,02 |
7. Средняя температура охлаждающей воды в конденсаторе  , 0C
| 
| 9,08 |
8. Коэффициент теплопроводности охлаждающей воды  , Вт/(м∙К)
| По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара при и давлении примерно 1,8 бар
| 0,582 |
9. Число Прандтля охлаждающей воды 
| По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара при и давлении примерно 1,8 бар
| 9,723 |
10. Коэффициент динамической вязкости охлаждающей воды  , Н∙с/м2
| По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара при и давлении примерно 1,8 бар
| 1,343*10-3 |
11. Удельный объём охлаждающей воды  , м3/кг
| По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара при и давлении примерно 1,8 бар
| 0,00100023 |
12. Коэффициент кинематической вязкости охлаждающей воды  , м2/с
| 
| 1,343*10-6 |
| 13. Проходное сечение трубок конденсатора для охлаждающей воды , м2
|
| 2,774 |
| 14. Средняя скорость охлаждающей воды в трубках конденсатора , м/с
|
| 1,903 |
15. Число Рейнольдса охлаждающей воды 
| 
| 36 823,6 |
16. Коэффициента теплопередачи с водяной стороны  , Вт/(м2∙К)
| 
| 5 750,4 |
17. Тепловая нагрузка конденсатора  , Вт
| 
| 275 538 450,0 |
18. Внутренняя поверхность теплообмена трубок конденсатора  , м2
| 
| 7588,2 |
19. Средний диаметр трубок конденсатора  , м
| 
| 0,027 |
20. Температура стенок трубок конденсатора  , 0C
|  , где  Вт/(м*К)
| 15,72 |
21. Температура конденсатной плёнки  , 0C
| 
| 19,91 |
22. Коэффициент теплопроводности конденсатной плёнки  , Вт/(м∙К)
| По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара при для кипящей воды
| 0,599 |
23. Коэффициент динамической вязкости конденсатной плёнки  , Н∙с/м2
| По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара при для кипящей воды
| 1,002*10-3 |
24. Удельный объём конденсатной плёнки  , м3/кг
| По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара при для кипящей воды
| 0,00100176 |
25. Скрытая теплота фазового перехода  , кДж/кг
| По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара при
| 2443,8 |
26. Коэффициента теплопередачи по Нуссельту  , Вт/(м2∙К)
| 
| 8 849,3 |
27. Число Нуссельта 
| 
| 413,7 |
28. Удельный объём насыщенного пара  , м3/кг
| По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара при
| 46,229 |
29. Средняя скорость пара в выхлопном патрубке турбины  , м/с
| 
| 44,206 |
30. Комплекс 
| 
| 0,15417 |
31. Относительный периметр набегания пара на трубный пучок 
| 
| 0,0109 |
32. Среднее значение коэффициента теплоотдачи при конденсации пара в трубном пучке  , Вт/(м2∙К)
| 
| 4374,9 |
33. Относительное содержание воздуха в паре  , кг/кг
| Задано | 5∙10-5 |
34. Коэффициент теплоотдачи со стороны паровоздушной смеси  , Вт/(м2∙К)
| 
| 4019,8 |
| 35. Среднее значение коэффициента теплопередачи поверхности теплообмена конденсатора , Вт/(м2∙К)
| 
| 2242,4 |
| 36. Недогрев охлаждающей воды до температуры насыщения , 0C
|
| 9,66 |
| 37. Новое значение температура насыщения , 0C
|
| 24,12 |
| 38. Невязка , %
|
если невязка , то расчёт повторяется с п.1 при
| 0,08 |
| 39. Давление в корпусе конденсатора , кПа
| По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара при
| 3,007 |
Таблица 6. Пример поверочного теплового расчета конденсатора по методике УГТУ
|
|
|
| Наименование показателя, обозначение, единица измерения | Метод определения | Значение |
| 1. Температура насыщения , 0C
| Задаётся | 26,65 |
| 2. Разность теплосодержаний пара и конденсата , кДж/кг
| По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара при
| 2438,3 |
| 3. Теплоёмкость охлаждающей воды , кДж/(кг∙К)
| В первом приближении может приниматься постоянной
| 4,19 |
| 4. Температура охлаждающей воды на выходе из конденсатора , 0C
|
| 14,43 |
| 5. Нагрев охлаждающей воды в конденсаторе , 0C
|
| 12,43 |
| 6. Среднелогарифмическая разность температур , 0C
|
| 17,71 |
| 7. Средняя температура охлаждающей воды в конденсаторе , 0C
|
| 8,94 |
| 8. Коэффициент теплопроводности охлаждающей воды , Вт/(м∙К)
| По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара при и давлении примерно 1,8 бар
| 0,575 |
| 9. Число Прандтля охлаждающей воды
| По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара при и давлении примерно 1,8 бар
| 9,767 |
| 10. Коэффициент динамической вязкости охлаждающей воды , Н∙с/м2
| По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара при и давлении примерно 1,8 бар
| 1,348*10-3 |
| 11. Удельный объём охлаждающей воды , м3/кг
| По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара при и давлении примерно 1,8 бар
| 0,001000218 |
| 12. Коэффициент кинематической вязкости охлаждающей воды , м2/с
|
| 1,348*10-6 |
| 13. Проходное сечение трубок конденсатора для охлаждающей воды , м2
|
| 2,774 |
| 14. Средняя скорость охлаждающей воды в трубках конденсатора , м/с
|
| 1,903 |
| 15. Число Рейнольдса охлаждающей воды
|
| 36 687,4 |
| 16. Коэффициент теплопередачи с водяной стороны , Вт/(м2∙К)
|
| 5 674,7 |
| 17. Тепловая нагрузка конденсатора , Вт
|
| 274 918 325,0 |
| 18. Внутренняя поверхность теплообмена трубок конденсатора , м2
|
| 7588,2 |
| 19. Средний диаметр трубок конденсатора , м
|
| 0,027 |
| 20. Температура стенок трубок конденсатора , 0C
| , где Вт/(м*К)
| 15,64 |
| 21. Температура конденсатной плёнки , 0C
|
| 21,15 |
| 22. Коэффициент теплопроводности конденсатной плёнки , Вт/(м∙К)
| По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара при для кипящей воды
| 0,602 |
| 23. Коэффициент динамической вязкости конденсатной плёнки , Н∙с/м2
| По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара при для кипящей воды
| 0,950*10-3 |
24. Число Прандтля конденсатной плёнки 
| По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара при для кипящей воды
| 6,820 |
25. Теплоёмкость конденсатной плёнки  , кДж/(кг∙К)
| По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара при для кипящей воды
| 4,184 |
| 26. Удельный объём конденсатной плёнки , м3/кг
| По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара при для кипящей воды
| 0,00100211 |
27. Коэффициент кинематической вязкости конденсатной плёнки  , м2/с
| 
| 0,952*10-6 |
| 28. Скрытая теплота фазового перехода , кДж/кг
| По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара при
| 2438,3 |
| 29. Коэффициента теплопередачи по Нуссельту , Вт/(м2∙К)
|
| 8402,7 |
| 30. Число Нуссельта
|
| 390,8 |
| 31. Удельный объём насыщенного пара , м3/кг
| По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара при
| 39,961 |
| 32. Средняя скорость пара в выхлопном патрубке турбины , м/с
| 
| 38,213 |
| 33. Комплекс
|
| 0,13331 |
34. Фактор, учитывающий влияние на коэффициент теплоотдачи скорости течения пара 
| 
| 0,75584 |
35. Фактор, учитывающий влияние на коэффициент теплоотдачи натекания конденсата 
| 
| |
| 36. Относительное содержание воздуха в паре , кг/кг
| Задано | 5∙10-5 |
37. Фактор, учитывающий влияние на коэффициент теплоотдачи содержания в паре воздуха 
| 
| 0,95812 |
38. Вибрационное число Рейнольдса 
| 
| 52,9 |
39. Число Кутателадзе 
| 
| 52,94 |
40. Комплекс 
| 
| 1,05642 |
41. Фактор, учитывающий влияние на коэффициент теплоотдачи параметров вибрации трубок конденсатора 
| 
| 1,27954 |
42. Относительный периметр трубного пучка конденсатора 
| 
| 3,670 |
43. Коэффициент компактности трубного пучка конденсатора 
| 
| 9,633 |
44. Комплекс 
| 
| 0,033328 |
45. Комплекс 
| 
| 0,92495 |
46. Фактор, учитывающий влияние на коэффициент теплоотдачи компоновки трубного пучка конденсатора 
| 
| 0,38978 |
47. Коэффициент теплоотдачи со стороны паровоздушной смеси  , Вт/(м2∙К)
| 
| 3034,9 |
| 48. Среднее значение коэффициента теплопередачи поверхности теплообмена конденсатора , Вт/(м2∙К)
| 
| 1889,7 |
| 49. Недогрев охлаждающей воды до температуры насыщения , 0C
| 
| 12,31 |
| 50. Новое значение температура насыщения , 0C
|
| 26,74 |
| 51. Невязка , %
|
если невязка , то расчёт повторяется с п.1 при
| 0,34 |
| 52. Давление в корпусе конденсатора , кПа
| По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара при
| 3,514 |
Перечень литературных источников, рекомендуемых
для изучения по теме контрольной работы:
|
|
|
|
|
|
1. Теплообменники энергетических установок: Учебник для вузов / К.Э. Аронсон, С.Н. Блинков, В.И. Брезгин и др. Под ред. профессора, докт. техн. наук Ю.М. Бродова. – Екатеринбург: Изд-во «Сократ», 2002. – 968 с.
2. Повышение эффективности и надежности теплообменных аппаратов паротурбинных установок: Учебное пособие / Ю.М. Бродов, К.Э. Аронсон, Г.Д. Бухман и др. Екатеринбург: УГТУ, 1996. 298 с
3. Бродов Ю.М., Савельев Р.З. Конденсационные установки паровых турбин: Учебное пособие для ВУЗов. М.: Энергоатомиздат, 1994. 288 с.
4. Руководящие указания по тепловому расчету поверхностных конденсаторов мощных турбин тепловых и атомных электростанций. М.: СПО Союзтехэнерго, 1982. 106 с.
