Практичне заняття № 6. РОЗРАХУНОК КАЛОРИФЕРІВ І ВЕНТИЛЯЦІЙНОЇ СИСТЕМИ




ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Практичне заняття № 6. РОЗРАХУНОК КАЛОРИФЕРІВ І ВЕНТИЛЯЦІЙНОЇ СИСТЕМИ



Мета: визначення основних критеріїв вибору калориферів та вентиляторів залежно від конструкційних особливостей сушарки.

 

Ефективна робота сушильно-зволожувальної машини значною мірою залежить від правильного розрахунку та підбору теплообмінного обладнання - калориферів і конденсатовідвідників.

Конвективний потік агента сушіння після проходження шару лубоволокнистого матеріалу сильно забруднюється різними відходами (пил, обривки стебел, волокна і т. ін.), що призводить до забивання живого перерізу калорифера. Тому в промисловості застосовуються гладкотрубні калорифери з шаховим або коридорним розташуванням трубок (рис. 6.1)

Рис. 6.1. Схеми розташування труб в калорифері:

а - шахове по ходу повітря; б - коридорне

Живий переріз калорифера м2:

, (6.1)

де і - кількість трубок у ряду, нормальному до потоку повітря.

Теоретичний розрахунок калорифера будується на використанні формули Д. А. Литвинова:

Nu=C1·C2·Rс, (6.2)

де Nu - тепловий критерій Нусельта, що характеризує коефіцієнт тепловіддачі від зовнішньої поверхні трубок калорифера до повітря;

Rc - критерій Рейнольдса, що характеризує гідродинамічні умови теплообміну;

С1 - коефіцієнт, що залежить від розташування трубок в калорифері (таблиця 2);

С2-коефіцієнт величина якого залежить від значення відношення S1/d.

Пpи S1/d=l,2...3; C2=l+0,lS1/d, пpи S1/d>3; C2=l,3=const.

 

Таблиця 6.1

Значення С, і п

 

Показник 1-й ряд 2-й ряд 3-й ряд і наступні
С, при розташуванні труб: коридорному шаховому п при розташуванні труб: коридорному шаховому     0,15 0,15     0,6 0,6     0,138 0,20     0,65 0,6     0,138 0,255     0,65 0,6

 

З деяким допуском коефіцієнт теплопередачі одного ряду трубок калорифера визначиться з вираження, Вт/м2К

(6.3)

де α - коефіцієнт тепловіддачі від стінки трубки калорифера до повітря, Вт/м2К;

λ - коефіцієнт теплопровідності повітря, Вт/мК;

ν - коефіцієнт кінематичної в'язкості повітря м2/с;

ω - швидкість руху агента сушіння в живому перерізі калорифера, м/с;

d - зовнішній діаметр трубок, м.

 

Середнє значення коефіцієнта теплопередачі для всього калорифера можна визначити за формулами:

при коридорному розташуванні трубок:

(6.4)

при шаховому

(6.5)

де m - кількість рядів по ходу агента сушiння.

 

Призначення конденсатовідвідників полягає в тому, щоб забезпечити вільний вихід конденсату, не випускаючи з теплообмінника (калорифера) пару. Підбір конденсатовідвідників з відкритим поплавком проводять за формулою інж. Строганова (додатки 4,5):

(6.6)

де GK –розрахункова витрата конденсату, кг/год.;

d -діаметр проходу клапана конденсатовідвідника, мм;

Р1 - наднормальний тиск перед конденсатовідвідником, бар;

Р2 - наднормальний тиск за конденсатовідвідником, бар.

Тиск перед конденсатовідвідником приймають на 5% нижчим, ніж тиск при вході в калорифери.

Тиск за конденсатовідвідником при вільному зливі конденсату до збірного резервуару приймають рівним нулю; якщо конденсаційна магістраль прокладена з підйомом до збірного бака, в конденсатопроводі буде протитиск і Р, буде дорівнювати фактичній висоті стовпа конденсату плюс гідравлічний опір конденсатопроводів.

Розрахункову висоту конденсату при підборі конденсатовідвідника приймають таким чином: при тиску пари перед калориферами понад 2,0 атм. (200 кПа) - почетверена максимальна витрата конденсату; при тиску до 2,0 атм. (200 кПа) - подвоєна максимальна витрата конденсату.

Теплопродуктивність калорифера може бути визначена, Вт:

QK=GK ·Δi ·3,6 (6.7)

де Δi - різниця ентальпій сухої насиченої пари та киплячої води, кДж/кг.

 

Приклад розв'язання задач

 

Розрахувати потужність, споживану калорифером сушарки зспоживаною кількістю повітря W=3000 кг/год, що працює в зимовийперіод t0=0°C, φ=80%, t1=80°C.

t0=0°C Q = Z(I1-I2)

φ=80%, на І-ддіаграмізнаходимо:

t1=80°C І1=87,6кДж/кгсух. пов.

Q-? І2=7,6 кДж/кг сух. пов.

Q = 3000(87,6 - 7,6) = 240 тис. кДж/кг сух. пов.

ПИТАННЯ ДЛЯ ОПИТУВАННЯ

 

1. Які елементи відносять до теплового та циркуляційного обладнання сушарок?

2. Що таке калорифер?

3. Які бувають калорифери у залежності від виду теплоносія?

4. Яким рівнянням пов’язані теплопродуктивність калорифера та його поверхня підігріву?

5. Охарактеризувати коефіцієнт опіру гладко трубного калориферу.

6. Яку роль виконують у калориферах конденсатовідвідники?

7. Назвіть найбільш розповсюджені калорифери.

8. Від чого залежить ефективність роботи сушарок?

9. Чому дорівнює живий переріз калорифера?

10. Які параметри важливі при підборі конденсатовідвідників?

 

 

ІНДИВІДУАЛЬНІ ЗАВДАННЯ

 

Задача 1. Визначити середнє значення коефіцієнта теплопередачі Ксер, гладкотрубного калорифера з шаховим розташуванням труб, який забезпечує нагрівання повітря від параметрів t0=18 оC; φ0,=40% до t1= 95°С і теплопродуктивність QK=280000 ккал/год (165,2 МДж/год). Теплоносій - пара, яка надходить під тиском Pнад=4,0 атм (400 кПа). Швидкість повітряного потоку перед конденсатором Vсер=4,0 м/с. Конструктивні розміри: S1=42 мм; S2=42 мм; dзов=30 мм; 1тр=1,35 м; m=8; і1-го =32; і2-го=31 і т. ін.

Задача 2. Визначити теплопродуктивність калориферної установки з коридорним розташуванням труб, якщо швидкість повітряного потоку в живому перерізі vж.п. = 18 м/с, а температура на вході t0 = 18 оC. Температура повітря на виході з калорифера повинна бути t1=75°C, a відносна вологість φ1=5%. Конструктивні розміри калорифера: і=24; S1=52 мм; 1=1,5 м; dзов=30мм; m=15.

Задача 3. Розрахувати поверхню нагріву калорифера за такими даними: розміри калориферних дошок - В = 0,92 м і Н = 0,35 м; довжина та зовнішній діаметр трубок - 1=0,97 м і dзов=30 мм; кількість трубок в ряду і=32, кількість рядів m=8.

Задача 4. Визначити кількість рядів калорифера, якщо конструктивні розміри його: dзов=30 мм; 1тр=1350 мм; і=32. Теплопродуктивність калорифера QK=220000 ккал/год (255,2 кВт), теплоносій - пара під тиском Рнад=4,0 атм (400 кПа), а агент сушіння нагрівається від t0 = 18°C до t1=750C (Ксер = 120Вт/м2К).

Задача 5. Підрахувати теплопродуктивність калорифера, якщо відомо: dзов=30 мм; 1=0,96 м; і=31; n=256; В=1,0 м; Н=0,350 м. Пара надходить в калорифер під тиском Рнад=3,0 атм (300 кПа), а агент сушіння нагрівається від t0=16°C до t1=70°C (К1=96 Вт/м2К, К2= 120 Вт/м2 К і К3=180Вт/м2К).

Задача 6. Підібрати конденсатовідвідник, якщо теплопродуктивність калориферної установки QK=320000 ккал/год (371,2 кВт), а тиск пари перед нею Р=4,5 кгс/см2 (450 кПа). Протитиск за установкою Р2=0,8 кгс/см2 (80 кПа) (сума втрат на тертя та гідравлячні опори).

Задача 7. Визначити теплопродуктивність калорифера та підібрати конденсатовідвідник для такого режиму роботи системи: калорифер нагріває об'єм повітря в розмірі 20000 м3/год від t0=6°C до t1=60°C, тиск пари Р=1,8 кгс/см2(180 кПа), а протитиск за конденсатовідвідником Р2=0,2 кгс/см2 (20 кПа).

Задача 8. Визначити теплопродуктивність калорифера, якщо теплоносій - пара надходить під тиском Р=2,5 кгс/см2 (250 кПа), а тиск за конденсатовідвідником типу 45ч4бр №2 - Р2 =0,4 кгс/см2 (40 кПа).

Задача 9. Підібрати конденсатовідвідник, якщо теплопродуктивність калорифера QK=240000 ккал/год (278,2 кВт) і тиск пари в трубопроводі над ним Р=3,0 кгс/см2 (300 кПа).

Задача 10. Визначити теплопродуктивність калорифера і підібрати конденсатовідвідник для такого режиму роботи системи: нагрівання повітря здійснюється від t0=20°C до t1=85°C з психрометричною різницею Δt=55°C і в об'ємі 35000 м3 /год. Тиск пари перед калорифером Р=3 кгс/см:(300кПа)

 

 





Последнее изменение этой страницы: 2016-08-15; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.215.185.97 (0.01 с.)