загрузка...

трусы женские
загрузка...
Реферати » Реферати з теплотехніки » Охолодження, компресійна машина

Охолодження, компресійна машина

Пояснювальна записка до комплексного курсового проекту

« »

Виконавець

Керівник

Мінськ

2000

ВСТУП

В газотурбінних установках і компресійних машинах маслоохолоджувачі забезпечують відвід тепла, отриманого маслом в підшипниках, редукторних передачах та інших елементах. Охолодження масла проводиться водою, охлаждаемой в градирнях. В деяких випадках охолодження виробляється проточною водою. Теплообмін між маслом і водою здійснюється в кожухотрубних багатоходових маслоохолоджувачі з кільцевими або сегментними перегородками між ходами.

У цих апаратах здійснюється віялове або зигзагообразное протягом масла з поперечним обтіканням труб, близьким за характером до обтіканню труб в шаховому пучку. Віяльне протягом масла здійснюється в маслоохолоджувачі з кільцевими перегородками, а зигзагообразное - з сегментними. Необхідну кількість ходів з боку масла забезпечується зміною кількості перегородок, встановлених на пучку труб між трубними дошками. В результаті значно зменшується число кріплень труб в трубних дошках і знижується трудомісткість виготовлення апарату в порівнянні з одноходовой конструкцією. Одночасно з цим знижується ефективність теплообміну в результаті перетікання олії з входу в хід через технологічні зазори між перегородками і корпусом і через зазори близько труб пучка.

З боку води маслоохолоджувачі виконуються зазвичай також багатоходовими за рахунок зміни числа перегородок в кришках, що дозволяє регулювати підігрів води та її витрата без істотного зниження коефіцієнтів тепловіддачі з боку води. [8]

Для охолодження масла, використовуваного в підшипниках, редукторних передачах та інших елементах компресорних машин, заводом «Енергомаш« випускається серія апаратів типу МА з поверхнею 2; 3; 5, 6, 8, 16 і 35 м2.
Все охолоджувачі мають вертикальне виконання і складаються з наступних основних вузлів: верхньої знімною кришки 1, трубної системи 2 і корпуса 3.
Вода рухається всередині труб і камер, масло - в міжтрубному просторі.
Напрямок руху масла в цих апаратах створюється системою сегментних перегородок або перегородок типу диск-кільце. [7, стор.32]

1. СИСТЕМА ОХОЛОДЖЕННЯ ОЛІЇ

В енергетичних установках

На рис. 1 показана принципова схема системи маслоснабжения газоперекачувального турбокомпресорного агрегату НЗЛ типу ГТК - 10, призначеного для установки на перекачувальних станціях газопроводів.
Загальна місткість маслосистеми - 13 м3. В даному агрегаті маслобак суміщений з рамою газотурбокомпрессора. Заливка масла в нього здійснюється за спеціальною лінії через фільтр тонкого очищення 1. З нижньої частини (картера) бака 2 масло пусковим 4 або головним 6 масляним насосом через систему зворотних клапанів 5 подається до охолоджувача 8 і далі через фільтр 3 по напірним лініям на змазування та охолодження підшипників турбіни і компресора. З підшипників масло знову зливається в нижню частину маслобака
2.

Охолодження масла в апараті 8 здійснюється антифризом, не замерзає при пониженні температури зовнішнього повітря до-40 0 С.
Охолодження антифризу виробляється в паралельно включених апаратах 10, що мають систему повітряного охолодження. Повітря через ці охолоджувачі продувається вентиляторами 11, які приводилися від електродвигунів.
Циркуляція антифризу в системі здійснюється за допомогою головного насоса 13
. Насос 14 є резервним. Бачок 12 служить демпфером. В баках 15 і 17 місткістю по 10 м3 кожен містяться відповідно антифриз і дистилят. Насос 16 є допоміжним і служить для заповнення системи охолодження антифризом або дистилятом. У літній час робочим тілом в системі охолодження служить дистилят. В цьому випадку для забезпечення працездатності схеми в зимових умовах в ній передбачений додатковий підігрівач 9.

Охолодження масла в даному агрегаті здійснюється, таким чином, за двоконтурною схемою: в апараті 8 теплота від масла передається антифризу (дистилляту), від якого вона в свою чергу відводиться повітрям в охолоджувачах 10. Застосування цієї двухконтурной схеми охолодження масла в даному випадку продиктовано двома причинами: відсутністю в місці установки газотурбокомпрессоров необхідної кількості охолоджувальної води; необхідністю забезпечення її надійної роботи при температурах зовнішнього повітря нижче 0 0 С, так як з метою зниження вартості спорудження газоперекачувальних станцій частина їх обладнання розташовується на відкритих майданчиках. [7, стр.14]

2. ТЕПЛОВОЇ РОЗРАХУНОК ТЕПЛООБМІННИКА.

Приймаємо схему вертикального маслоохладителя з прямими трубками і перегородками типу диск-кільце. Усередині трубок тече охолоджуюча вода
(прісна), в міжтрубномупросторі - трансформаторне масло, омиваючи трубки зовні.

Середня температура масла в маслоохолоджувачі [9, стр.54]:

tм.ср. = 0,5 * (tм1 + tм2), оС

(2.1) де tм1-температура масла на вході в маслоохладитель, оС; tм2-температура масла на виході з маслоохладителя оС; tм.ср = 0,5 * (60 + 48) = 54оС.

Фізичні властивості при tм.ср. = 54оС: [9, додаток 3]

Срmм = 1,876 кДж / (кг оС)

(м = 859,3кг / м3

(м = 6,68 * 10-6 м2 / с

Prм = 101

Кількість тепла, яке необхідно відвести охолоджуючої водою від масла [9, стр.54]:

Qм = (Gм * (м * Срmм * (tм1-tм2)) / 3600, кВт / с

(2.2)

де Gм - номінальний витрата масла через апарат, м3 / ч;

(м - щільність масла при tм.ср. = 54оС, кг / м3;

Срmм-питома теплоємність масла при tм.ср. = 54оС, кг / м3;

Qм = ( 8,4 * 859,3 * 1,876 * (60-48)) / 3600 = 44,3 кВт / с

Фізичні властивості води при tв = 18 оС: [9, додаток2]

Срmв = 4,185 кДж / кг * оС

(в = 998,5кг / м3

Температура охолоджуючої води при виході з маслоохладителя:

Qм = Qв

Gм * (м * Срmм * (tм1-tм2) = Gв * (в * Срmв * (tв2-tв1) [9, стор. 54]
(2.3) tв2 = tв1 + (Qв * 3600 / (Срmв * Gв * (в)), оС де tв1-температура води на вході в маслоохладитель, оС;

Qв - тепловий потік, що сприймається охолоджувальною водою, кВт / с;

Gв-номінальний витрата води через апарат, м3 / ч; tв2 = 18 + (44,3 * 3600 / (4,185 * 22 * ??998,5)) = 20 оС

Середня температура води [9, стр.54]: tв.ср. = 0 , 5 * (tв1 + tв2), оС

(2.4) tв.ср. = 0,5 * (18 + 20) = 19оС

Фізичні параметри води при tв.ср. = 19 оС: [9, додаток 2]

(в = 0,9394 * 10-6 м2 / с

Prв = 6, 5996

(в = 0,604 Вт / (м * К)

(в = 997,45 кг / м3

среднелогаріфміческая температурний напір (для противоточной схеми) [7, стор. 104]:

(tср = ((tм1-tв2) - (tм2-tв1)) / (ln ((tм1-tв2) / ( tм2-tв1))) * ((t, оС

(2.5)

((t-поправочний коефіцієнт, що враховує особливості прийнятої схеми руху теплоносіїв. Для противоточной схеми ((t = 1; [7, стор. 104]

(tср = ((60-20) - (48-18)) / (ln ((60-20) / (48-18))) = 34 оС

Визначення коефіцієнта теплопередачі:

Середнє значення коефіцієнта теплопередачі К (Вт / (м2.К) визначається за рівнянням (4.29) [ 7, стор. 108]:

К = 1 / ((1 / (мпр) + (((dн / dвн (лат) + ((dн / dвн (в)), Вт / (м2 * К)

(2.6)

де (м пр-наведений коефіцієнт тепловіддачі масла, Вт / (м2 * К);

(В-коефіцієнт тепловіддачі води, Вт / (м2 * К); dн-зовнішній діаметр трубки, м; dвн-внутрішній діаметр трубки, м;

(-товщина стінки трубки, м;

(латів.- коефіцієнт теплопровідності латуні, Вт / (м * К);

(-коефіцієнт оребрення ((= 2, 26)

Задаємось температурами стінок з боку води і з боку масла: tст.в. = 25 оС tст.м. = 40 оС

Задаємось швидкостями води і масла : wв = 1 м / с wм = 0,5 м / с

Значення приведеного коефіцієнта тепловіддачі (м пр [Вт / (м2 * К)] від масла в пучку трубок з поперечним або близьким до нього характером омивання визначається співвідношенням [7, стор.109]:

(м пр = (м (о,

(2.7) де (м-середнє значення коефіцієнта тепловіддачі, Вт / (м2 * К);

(о-поправочний коефіцієнт ((о = 0,95-0,98)

Для обчислення (м скористаємося формулою (4.31) [7, стор. 109]:

(м = 0,354 ((м / () * Re0,6 * Prм0,33 * (Prм / Prw) 0,18, Вт / (м2 * К)

(2.8) де (м - коефіцієнт теплопровідності масла при tм.ср. = 54 оС,
Вт / (м * К) ;

Prf-число Прандтля для масла при tм.ср. = 54 оС;

Prw - число Прандтля для масла при tст.м. = 40 оС;

(Відстань між зовнішніми твірними трубок, м;

Reм-критерій Рейнольдса для масла. Він визначається наступним чином:

Reм = (wм * (/ (м)

(2.9) де wм-швидкість масла, м / с;

(м-В'язкість масла tм.ср. = 54оС, м2 / с;

Reм = (0,5 * 0,003 / 6,68 * 10-6) = 224

(м = 0,354 (0,107 / 0,003) * 2240,5 * 101,720,33 * (101,72 / 143,56) 0,18 = 673,2 Вт / (м2 * К)

(м пр = 673,2 * 0,95 = 639,5 Вт / (м2 * К)

Визначаємо режим руху води в трубках. Критерій Рейнольдса для охолоджувальної води [9, стор.55]:

Reв = (wв * dвн / (у)

(2.10) де wв-швидкість води, м / с; dвн-внутрішній діаметр трубки, м;

(в-коефіцієнт кінематичної в'язкості, м2 / с;

Reв = (1 * 0,011 / (1,006 * 10-6)) = 11000

У нас турбулентний режим течії рідини, т.к. Reв = 11000> 5 * 103. При такому режимі середнє значення (в визначається за формулою [7, стор 114]:

(в = 0,021 * (( в / dвн) * Reв0,8 * Prf0,43 * (Prf / Prw) 0,25, Вт / (м2 * К)

(2.11)

(в-коефіцієнт теплопровідності води при tв.ср. = 19оС;

Prf-число Прандтля для води при tв.ср. = 19 оС;

Prw - число Прандтля для води при tст.в. = 25 оС;

(В = 0,021 * (0,58 / 0,011) * 110000,8 * 7,020,43 * (7,02 / 6,32) 0,25 = 4460 Вт / (м2 * К )

Щільність теплового потоку всередині трубок qв [9, стор. 56]:

qв = (в * (tст.в.- tв.ср), Вт / м2

(2.12)

qв = 4460 * (25 +19) = 13 380 Вт / м2

к = 1 / ((1 / 639,5) + (0,0015 * 2,26 * 0,014 / 104,5 * 0,011) + (2,26 * 0,014 / 4460 * 0,011)) =
= 420 Вт / (м2 * К)

Поверхность охолодження маслоохладителя расчитиваєтся [9, стор. 56]:

F (= Q / (k * (Tср), м2

(2.13)

Q - кількість охлаждаемого водою тепла, Вт;

(Tср - среднелогаріфміческая температурний напір, оС; k - коефіцієнт теплопередачі, Вт / (м2 * К);

F (= 44300 / (420 * 34) = 3,1 м2

Питома щільність теплового потоку [ 7, стор. 108]:

q = Q / F (, Вт / (м2 * К)

(2.14) q = 44300 / 3,1 = 14290 Вт / (м2 * К);

З іншого боку це можна виразити таким чином [9, стор.55]: q = (м * (tм = 461 * (tм

(2.15)

Отже: (tм = q / (м = 14290/640 = 21,3 оС

З рис.2.1 видно що tст.м. = tм.ср.- (tм = 54-21,3 = 32,7 оС

Т.к. q = q1 = q1 = ... = qn, то q = (в * (tв = 4460 * (tв

(tв = q / (у = 14290/4460 = 3,2 оС tст. в. = tв.ср. + (tв = 19 + 3,2 = 22,2 оС

За результатами розрахунку приймаємо температуру стінки з боку води tст.в. = 22,2 оС і температуру стінки з боку масла tст.м. = 32,7 оС.

Рис.2.1 Графік зміни температур теплоносіїв уздовж поверхні теплообміну при противотоке.

Тепер перераховуємо площа поверхні охолодження щодо знайдених температур стінок:

Prв (при tст.в. = 22,2 оС) = 6,32

(в = 0,021 * (0,58 / 0,011) * 110000,8 * 7,020,43 * (7,02 / 6,78) 0,25 = 4263,5 Вт / (м2 * К) qв = 4263,5

Сторінки: 1 2
загрузка...
ur.co.ua

енциклопедія  з сиру  аджапсандалі  ананаси  узвар