OZNACZENIA:

A -czynnik-woda

B- czynnik-para wodna

C_A-ciepło właściwe wody [J/kgK]

r- ciepło kondensacji pary wodnej [J/kgK]

Δtm- średnia temperatura [K]

K- współczynnik przenikania ciepła [W/m²K]

α_A - współczynnik wnikania ciepła wody [W/m²K]

α_K współczynnik wnikania ciepła kondensacji [W/m²K]

Re- liczba Reynoldsa

Nu - liczba Nuselta

Pr - liczba Prandtla

χ_A-współczynnik przewodzenia ciepła wody [W/mK]

χ_K- współczynnik przewodzenia ciepła kondensatu [W/mK]

χ_st- współczynnik przewodzenia ciepła stali [W/mK]

Fc - powierzchnia całkowita wymiany ciepła[m²]

L - długość rurek [m]

G_A - natężenia masowe wody [kg/s]

G_B - natężenia masowe pary [kg/s]

g - przyciąganie ziemskie [m/s²]

q_A - gęstość wody [kg/m³]

q_B - gęstość pary wodnej [kg/m³]

η - lepkość dynamiczna [Pa*s]

p - ciśnienie wewnętrzne [Pa]

Dz - średnica zewnętrzna [m]

Dwp - średnica wewnętrzna [m]

K - natężenie dopuszczalne na rozrywanie [Pa]

R_E - wytrzymałość dynamiczna na zginanie

X_E - współczynnik bezpieczeństwa

C - naddatek grubości [m]

C₁ - naddatek grubości na minusowe odchyły blachy [m]

C₂ - naddatek grubości korozji [m]

C₃ - naddatek grubości ze względu na dodatkowe naprężenie pochodzące od ciśnienia [m]

g_o - grubość ścianki części walcowej [m]

g - rzeczywista grubość ścianki [m]

s - szybkość korozji [m/rok]

t - czas pracy elementu [lata]

Zr - współczynnik wytrzymałości powłoki osłabionej otworami.

DANE:	OBLICZENIA:	WYNIKI:
CA=4199,36 J/kgK GA=1,35kg/J T1=293K T2=353K ΔT=60K r=220,1*10-4J/kg TA1=293K TA2=353K TB1=393K TB2=393K GA=1,667kg/J uA=0,8m/J g50^oC=988kg/m2 U=0,8m/J D=0,012m G=988kg/m3 η=5,4948*10-4Pa Cw=4199,36J/kgC χ=0,6498 Parametry dla kondensatu w 110^oC =951kg/m^3 χB=0,685W/m^oC g=9,81m/s^2 d=0,03m ΔT=4,8^oC r=2,207*10^-3J/kg η=2,5502*10^-3Pa s=0,002m χH=46,5 W/mK αA=5071,39 W/mK αK=19256,9 W/mK Q=385018,32W ΔTm=63,58k Fc=5,343 dz=0,016m n=19 Pw=0,7Mpa= =0,7-10^6Pa Re=2,3*10^8Pa Xe=1,65 α=1 z=0,8 a=1 DZP=0,1324m Rm=40*10^7 yw=2 DZ=0,1424m DWP=0,1324m EP=1,8*10^11Pa ER=1,85*10^11Pa αR=αP=0,12*10^-4 GA=1,667kg/ Q=988kg/m^3 DZ=0,1424m c2=0,001m Dnp=0,1324m k=1,394*10^8Pa q=0,005 a=1 Po=0,7*10^6Pa	Bilans cieplny QA = CA∗GA­∗ΔTA QA=4199,36*1,35*60 QA=340148,2 W QB=QA/r QB=17492881,49 W Różnica temperatur 393K 393K ΔT2=100K ΔT1=40K 353K 293K ΔTn= Liczba rurek i średnia prędkość liniowa wody. Przyjmuję uA=0,8m/s oraz rurki φ 16/12 ze skali kołowej K10 n=Fr/fr Fr=GA/uA*gA Fr=1,667/0,8*988=0,0021m2 fr=Πdr2/4=0,000113m2 n=0,0021/0,000113=18058≈19rurek Średnia prędkość przepływu płynu de=4F/O de= Przyjmuje 15mm odstępu rur od ściany płaszcza Dwp=D+0,03 D/t=n, D/t=4 D=t*4 t=1,35dz t=0,0216m D=0,0864m D'=D+dz=0,1024m Dwp=D'+2*0,015=0,1324m de=(0,01753-0,00486)/(0,1324-0,304)=0,029m de≈0,03m Obliczam Re,Pr, Nu i α dla czynnika A Re=udg/η=17261,41 ruch burzliwy Pr=CA*ηA/χA=3,551 Nu=0,023*re^0,8*Pr^0,4 Nu=0,023*2452,794*1,6601 Nu=93,6546 α=Nu*χA/d=5071,397W/m^2C Obliczam αk dla czynnika B αk=1,15 Przyjmuję ΔT=20K-297K αk=1,15 αk=19778,21 W/m^2K Obliczam K = =0,0001972+0,00043+0,00005056 =0,0006777 K=1475,45W/m^2K Obliczam powierzchnie wymiany ciepła Q=K*F*ΔTm F=Q/K*ΔTm F=385013,32/1472,75*65,5m^2 F=4m^2 Przyjmuję 30% rezerwę Fc=5,33m^2 Obliczam długość rurek Fc=Π*dz*l*n L=Fc/Π*dz*n L=5,343/3,14*0,016*19 L=5,584m≈5,6m Dobór materiału St3S na płaszcz i rury wg. Pn60/H-86020 Obliczam ciśnienie obliczam ciśnienie objętościowe Po Po=0,7*10^6 Grubość ścianki płaszcza go= k= naprężenie dopuszczalne k=(Re/Xe)/α k=(2,3*10^8/1,65)*1=1,394*10^8Pa Przyjmuje jadnostronne doczołowego złącza z podpowaniem gO= 10,1 Wyznaczanie rzeczywistej grubości ścianki g=go+c c1=0,0008 c2=s*t c2=0,1*10=1mm=0,001m c3=0 c=c1+c2+c3 g=0,0022m Przyjmuje znormalizowaną grubość ścianki g=0,0005m Obliczanie grubości blachy ze względu na żywotność grz =(Dz/320)*(2,94*10^8/Rm) Dz=Dwp+2g=0,1324+0,01=0,1424m grz=3,27*10^-4m Wyznaczanie grubości ścianki dna wyoblonego g= g=(0,1424*0,7*10^6*2)/*(4*1,394*10^8*0,8)=0,000225m Po znormalizowaniu g=0,0005m Obliczanie dennic RW≤DZ HZ>0,18DZ rW≥0,1DZ Ad a) RW= Hz=g+hd=0,065m RW 0,0112≤0,1424 spełniony Ad b) 0,065>0,02563 spełniony Ad c) RW= 0,05438≥0,01424 jest spełniony Obliczanie den siłowych gmin=3,4do+15 do=(dz+0,5)^0,1=1,323mm gmin=19,5mm^2 t=1,35dz t=21,6mm t=m+do⇒m=t-do m=20,277mm g=q/m g=4,62*10^-4m Przyjmuje grubość dna 0,005m Sprowadzenie kompensacji cieplnej wymiennika 14,1 Powierzchnia przekroju wr F1= F1=0,0167m^2 14.2 Powierzchnia przekroju płaszcza F2=DWΠg F2=0,00208m^2 14.3 Siła wzajemnego oddziaływania między płaszczem a rurami TP=120^0C TR=(25+30)/2=52,5N 14.4 Całkowita siła rozciągająca płaszczu i rury P=0,785(DW^2-dZ^2n)*PDW+dW^2*n*PT P=7403*10^3N 14.5 Max. natężenie występujące w płaszczu σm= σm=7,89*10^7N/m^2 14.6 Max. natężenie występujące w rurach σmax= σmax=9,901*10^7N/m^2 Dobór króćców 15.1 Obliczanie średnicy króćców Dla wody VA= FA=VA/uBO uBO=4G/ΠdW^2nq=0,78 FA=0,00169/0,78=0,00216m^2 F=Πd^2/4⇒d= d=0,0529m Przyjmuję króciec dla wody o d=0,05m Dla pory Przyjmuje króćce o d=0,03m Wzmocnienie dla otworu w zbiorniku a)d=0,18[DW(g-cZ)(1-Zr)]^1/3 b)d=0,35DZ c)d=0,2m Ad. a) Zr= Zr=95480/1282480=0,07445 d= d=0,064m Ad. b) d=0,0498m Ad. c) d=0,2m Średnica największego nie wzmocnionego otworu w części walcowej może wynosić d=0,0498m≈0,05m Zestawienie podstawowych wymiarów wymiennika Długość wymiennika Ilość rurek n=19 sztuk Średnica rurek 16/12 Średnica wewnętrzna wymiennika 0,1324m Średnica zewnętrzna wymiennika 0,1424m Grubość ścianki powłoki walcowej 0,005m Grubość dna wyoblonego 0,005m Króciec dla wody d=0,05m Króciec dla pary d=0,03m Grubość dna sitowego 0,005m	QA=340148,2 W QB=17492881,49 W ΔT2=100K ΔT1=40K Tn=65,5K n=19rurek de≈0,03m Nu=93,6546 α=5071,397W/m^2C αk=19778,21 W/m^2K K=1475,45W/m^2K k=1,394*10^8Pa go=0,00036m g=0,0005m g=0,00225m m=20,277mm g=0,005m F1=0,0167m^2 F2=0,00208m^2 P=7403*10^3N

---