Реферат: Охлаждение, компрессионная машина

🛑 👉🏻👉🏻👉🏻 ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻

В газотурбинных установках и компрессионных машинах маслоохладители обеспечивают отвод тепла , полученного маслом в подшипниках , редукторных передачах и других элементах . Охлаждение масла производится водой , охлаждаемой в градирнях . В некоторых случаях охлаждение производится проточной водой . Теплообмен между маслом и водой осуществляется в кожухотрубных многоходовых маслоохладителях с кольцевыми или сегментными перегородками между ходами .
В этих аппаратах осуществляется веерное или зигзагообразное течение масла с поперечным обтеканием труб , близким по характеру к обтеканию труб в шахматном пучке . Веерное течение масла осуществляется в маслоохладителях с кольцевыми перегородками , а зигзагообразное – с сегментными . Требуемое число ходов со стороны масла обеспечивается изменением количества перегородок , установленных на пучке труб между трубными досками . В результате значительно уменьшается число креплений труб в трубных досках и снижается трудоемкость изготовления аппарата по сравнению с одноходовой конструкцией . Одновременно с этим снижается эффективность теплообмена в результате перетекания масла из входа в ход через технологические зазоры между перегородками и корпусом и через зазоры около труб пучка .
Со стороны воды маслоохладители выполняются обычно также многоходовыми за счет изменения числа перегородок в крышках , что позволяет регулировать подогрев воды и ее расход без существенного снижения коэффициентов теплоотдачи со стороны воды .[8]
Для охлаждения масла , используемого в подшипниках , редукторных передачах и других элементах компрессорных машин , заводом « Энергомаш « выпускается серия аппаратов типа МА с поверхностью 2;3;5;6;8;16 и 35 м 2
. Все охладители имеют вертикальное исполнение и состоят из следующих основных узлов : верхней съемной крышки 1 , трубной системы 2 и корпуса 3 . Вода движется внутри труб и камер , масло – в межтрубном пространстве . Направление движения масла в этих аппаратах создается системой сегментных перегородок или перегородок типа диск-кольцо .[7,стр.32]
На рис. 1 показана принципиальная схема системы маслоснабжения газоперекачивающего турбокомпрессорного агрегата НЗЛ типа ГТК – 10 , предназначенного для установки на перекачивающих станциях газопроводов . Общая вместимость маслосистемы – 13 м 3
. В данном агрегате маслобак совмещен с рамой газотурбокомпрессора . Заливка масла в него осуществляется по специальной линии через фильтр тонкой очистки 1 . Из нижней части ( картера ) бака 2 масло пусковым 4 или главным 6 масляным насосом через систему обратных клапанов 5 подается к охладителю 8 и далее через фильтр 3 по напорным линиям на смазывание и охлаждение подшипников турбины и компрессора . Из подшипников масло вновь сливается в нижнюю часть маслобака 2 .
Охлаждение масла в аппарате 8 осуществляется антифризом , не замерзающим при понижении температуры наружного воздуха до –40 0
С . Охлаждение антифриза производится в параллельно включенных аппаратах 10 , имеющих систему воздушного охлаждения . Воздух через эти охладители продувается вентиляторами 11 , приводимыми от электродвигателей . Циркуляция антифриза в системе осуществляется с помощью главного насоса 13 . Насос 14 является резервным . Бачок 12 служит демпфером . В баках 15 и 17 вместимостью по 10 м 3
каждый содержатся соответственно антифриз и дистиллят . Насос 16 является вспомогательным и служит для заполнения системы охлаждения антифризом или дистиллятом . В летнее время рабочим телом в системе охлаждения служит дистиллят . В этом случае для обеспечения работоспособности схемы в зимних условиях в ней предусмотрен дополнительный подогреватель 9 .
Охлаждение масла в данном агрегате осуществляется , таким образом , по двухконтурной схеме : в аппарате 8 теплота от масла передается антифризу ( дистилляту ) , от которого она в свою очередь отводится воздухом в охладителях 10 . Применение этой двухконтурной схемы охлаждения масла в данном случае продиктовано двумя причинами : отсутствием в месте установки газотурбокомпрессоров необходимого количества охлаждающей воды ; необходимостью обеспечения ее надежной работы при температурах наружного воздуха ниже 0 0
С , так как с целью снижения стоимости сооружения газоперекачивающих станций часть их оборудования располагается на открытых площадках .[7,стр.14]
Принимаем схему вертикального маслоохладителя с прямыми трубками и перегородками типа диск-кольцо. Внутри трубок течет охлаждающая вода (пресная), в межтрубном пространстве – трансформаторное масло, омывая трубки снаружи.
Средняя температура масла в маслоохладителе[9, стр.54]:
где tм1-температура масла на входе в маслоохладитель, о
С;
tм2-температура масла на выходе из маслоохладителя о
С;
Физические свойства при tм.ср.= 54 о
С: [9, приложение 3]
Количество тепла, которое необходимо отвести охлаждающей водой от масла[9, стр.54]:
Qм=(Gм*rм* Срmм*(t м1
-t м2
))/3600, кВт/с (2.2)
где Gм - номинальный расход масла через аппарат, м 3
/ч;
rм – плотность масла при tм.ср.= 54 о
С, кг/м 3
;
С р
m
м
–удельная теплоемкость масла при tм.ср.= 54 о
С, кг/м 3
;
Qм =(8,4*859,3*1,876*(60-48))/3600=44,3 кВт/с
Физические свойства воды при tв=18 о
С: [9, приложение2]
Температура охлаждающей воды при выходе из маслоохладителя:
Gм*rм* Срmм*(tм1-tм2)= Gв*rв* Срmв*(tв2-tв1) [9, стр.54] (2.3)
tв2=tв1+(Qв*3600/ (Срmв* Gв*rв)), о
С
где tв1-температура воды на входе в маслоохладитель, о
С;
Qв – тепловой поток, воспринимаемый охлаждающей водой, кВт/с;
Gв -номинальный расход воды через аппарат, м 3
/ч;
tв2=18+(44,3*3600/(4,185*22*998,5))=20 о
С
Средняя температура воды[9, стр.54]:
Физические параметры воды при tв.ср.= 19 о
С: [9, приложение 2]
Среднелогарифмический температурный напор (для противоточной схемы) [7, стр. 104]:
Dtср=((tм1-tв2)-(tм2-tв1))/(ln((tм1-tв2)/(tм2-tв1)))*e D
t
, о
С (2.5)
e D
t
–поправочный коэффициент, учитывающий особенности принятой схемы движения теплоносителей. Для противоточной схемы e D
t
=1; [7, стр. 104]
Dtср =((60-20)-(48-18))/(ln((60-20)/(48-18)))=34 о
С
Определение коэффициента теплопередачи:

Среднее значение коэффициента теплопередачи К
(Вт/(м 2.
К) определяется по уравнению (4.29) [7,стр. 108] :
К=1/((1/a мпр
)+(djd н
/d вн
l лат
)+(jd н
/d вн
a в
)), Вт/(м 2
*К) (2.6)
где a м пр
-приведенный коэффициент теплоотдачи масла, Вт/(м 2
*К);
a в
- коэффициент теплоотдачи воды, Вт/(м 2
*К);
lлат.- коэффициент теплопроводности латуни, Вт/(м*К);
Задаемся температурами стенок со стороны воды и со стороны масла:
Значение приведенного коэффициента теплоотдачи a м пр
[Вт/(м 2
*К)] от масла в пучке трубок с поперечным или близким к нему характером омывания определяется соотношением [7,стр.109]:
где a м
-среднее значение коэффициента теплоотдачи, Вт/(м 2
*К);
h о
-поправочный коэффициент (h о
=0,95-0,98)
Для вычисления a м
воспользуемся формулой (4.31) [7,стр. 109]:
aм=0,354(lм /d)*Re 0,6
*Prм 0,33
*(Prм/Prw) 0,18
, Вт/( м 2
*К)(2.8)
где lм - коэффициент теплопроводности масла при tм.ср.= 54 о
С, Вт/(м*К);
Prf –число Прандтля для масла при tм.ср.= 54 о
С;
Prw - число Прандтля для масла при tст.м.=40 о
С;
d-расстояние между внешними образующими трубок,м;
Reм- критерий Рейнольдса для масла. Он определяется следующим образом:
nм –вязкость масла tм.ср.= 54 о
С, м 2
/с;
aм=0,354(0,107/0,003)*224 0,5
*101,72 0,33
*(101,72/143,56) 0,18
=673,2 Вт/( м 2
*К)
a м пр
=673,2*0,95=639,5 Вт/( м 2
*К)
Определяем режим движения воды в трубках. Критерий Рейнольдса для охлаждающей воды [9,стр.55]:
nв –коэффициент кинематической вязкости, м 2
/с;
У нас турбулентный режим течения жидкости, т.к. Reв= 11000>5*10 3
. При таком режиме среднее значение aв определяется по формуле[7,стр 114]:
aв=0,021*(lв/ dвн)* Reв 0,8
* Prf 0,43
*( Prf/ Prw) 0,25
, Вт/( м 2
*К) (2.11)
lв –коэффициент теплопроводности воды при tв.ср.= 19 о
С;
Prf –число Прандтля для воды при tв.ср.= 19 о
С;
Prw - число Прандтля для воды при tст.в.=25 о
С;
aв=0,021*(0,58/0,011)* 11000 0,8
* 7,02 0,43
*( 7,02/ 6,32) 0,25
=4460 Вт/( м 2
*К)
Плотность теплового потока внутри трубок qв[9,стр. 56]:
qв=aв*( tст.в.- tв.ср), Вт/м 2
(2.12)
к=1/((1/639,5)+(0,0015*2,26*0,014/104,5*0,011)+(2,26*0,014/4460*0,011))==420 Вт/( м 2
*К)
Поверхность охлаждения маслоохладителя расчитывается [9,стр. 56]:
Q - количество охлаждаемого водой тепла, Вт;
DTср - среднелогарифмический температурный напор, о
С;
k – коэффициент теплопередачи, Вт/( м 2
*К);
Удельная плотность теплового потока[7,стр. 108]:
С другой стороны это можно выразить следующим образом [9,стр.55]:
Следовательно: Dtм=q/aм=14290/640=21,3 о
С
Из рис.2.1 видно что tст.м.=tм.ср.- Dtм=54-21,3=32,7 о
С
По результатам расчета принимаем температуру стенки со стороны воды tст.в.= 22,2 о
С и температуру стенки со стороны масла tст.м.=32,7 о
С.
Рис.2.1 График изменения температур теплоносителей вдоль поверхности теплообмена при противотоке.
Теперь пересчитываем площадь поверхности охлаждения относительно найденных температур стенок:
aв=0,021*(0,58/0,011)* 11000 0,8
* 7,02 0,43
*( 7,02/6,78) 0,25
=4263,5 Вт/( м 2
*К)
qв=4263,5 *( 22,2- 19)=13643 Вт/м 2

a м
=0,354(0,107/0,003)*224 0,5
*101,72 0,33
*(101,72/132,8) 0,18
=695,3 Вт/( м 2
*К)
a м пр
=695,3*0,95=660,5 Вт/( м 2
*К)
к=1/((1/660,5)+(0,0015*2,26*0,014/104,5*0,011)+(2,26*0,014/4263,5*0,011))=
Поверхность охлаждения с учетом загрязнения[9,стр.56]:
Далее проводим аналогичный расчет для разных скоростей воды и масла, для того, чтобы выбрать оптимальную площадь поверхности охлаждения и оптимальные скорости воды и масла. Варианты расчетных скоростей и результаты вычислений приведены в табл. 2.1.
Зависимость поверхности охлаждения маслоохлодителя от скоростей воды и масла .
Выбираем вариант с площадью поверхности охлаждения F=3,47м 2
и скоростями воды и масла wв=1 м/с и wм=0,5м/с.
3.1 Определение количества трубок и способа их размещения.


Конструктивный расчет кожухотрубных теплообменников состоит в определении количества трубок и способа их размещения, нахождении внутреннего диаметра корпуса и числа ходов в трубном и межтрубном пространстве.
В основу расчета положены исходные и результаты теплового расчета, приведенные выше.
Общая длина трубы в расчете на одноходовой пучок,м[6,стр.26]:
wв – скорость теплоносителя (в нашем случае это скорость воды, т.к. она течет внутри трубок), м/с;
L=900*3,16*0,014*1*997,45/10008=9,3м
Рабочая длина трубы в одном ходу,м:
Zв – число ходов по воде; (3.1.2) [6,стр26]
Определяем число ходов по воде. Для этого рассчитаем несколько вариантов и выберем оптимальный.
Число трубок одного хода в трубном пространстве, шт.:
No=(4*Gв)/(3600*p*dвн 2
*rв*wв )(3.1.3) [6,стр27]
Gв – массовый расход воды в трубном пространстве, кг/ч;
dвн – внутренний диаметр трубок, м;
No=(4*10008)/(3600*3,14* (0,014) 2
*997,45*1)=18 шт
No - число труб одного хода в трубном пространстве, шт;
Zв – число ходов воды в трубном пространстве;
Шаг труб в пучке t (расстояние между центрами трубок) принимают из условий прочности:
t=(1,3…1,.5)*dн, м (3.1.5) [6,стр27]
Выбираем концентрическое размещение труб из условий максимальной компактности, удобства разметки трубных досок и монтажа пучка труб. [6,стр27]
3.2 Внутренний диаметр корпуса теплообменника.
Для многоходовых теплообменников внутренний диаметр корпуса определяется:
D=1,1*t*(N/h) 0,5
,м (3.2.1) [6,стр28]
h - коэффициент заполнения трубной решетки (принимается 0,6-0,8);
3.3 Конструкция и размеры межтрубного пространства.
Для повышения скорости теплоносителя в межтрубном пространстве кожухотрубных теплообменников используются поперечные перегородки. В нашем случае это перегородки типа диск-кольцо. [6,стр28]
Sмтр=S1=S2=S3=Gм/(3600*rм*wм), м 2
(3.3.1) [6,стр29]
S1 – площадь кольцевого зазора между корпусом и диском, м 2
;
S2 – площадь в вертикальном сечении между кольцевыми и дисковыми перегородками, м 2
;
S3 – проходное сечение для теплоносителя в кольце, м 2
;
Gм – массовый расход теплоносителя (в данном случае это масло, т.к. оно течет в межтрубном пространстве) ,кг/ч;
wм – скорость масла в межтрубном пространстве, м/с;
Sмтр=10008/(3600*859,3*0,5)=0,0065 м 2

Площадь кольцевого зазора между корпусом и диском:
S1=(p/4)*[( D 2
-D2 2
)-N*dн 2
], м 2
(3.3.2) [6,стр28]
D2 – диаметр дисковой перегородки, м;
D2=[(p*( D 2
- N*dн 2
)-4*S1)/ p] 0,5
,м
D2=[(3,14*(0,223 2
- 72*(0,016) 2
)-4*0,0065)/3,14] 0,5
=0,152м
Проходное сечение для теплоносителя в кольце:
S3=(p* D1 2
/4)*[1-0,91*h*(dн/t) 2
], м 2
(3.3.3) [6,стр29]
D1 – диаметр кольцевой перегородки, м;
h - коэффициент заполнения трубной решетки (принимается 0,6-0,8);
D1=[4*S3/((1-0,91*h*(dн/t) 2
)* p)] 0,5
,м
D1=[4*0,0065/((1-0,91*0,7*(0,016/0,02) 2
)*3,14)] 0,5
=0,014м
Площадь в вертикальном сечении между кольцевыми и дисковыми перегородками:
S2=p*Do*h*(1-(dн/t)),м 2
(3.3.4) [6,стр28]
h – расстояние между перегородками, м;
h=0,0065/[3,14*0,083*(1-(0,016/0,02))]=0,1244 м
Число ходов масла в межтрубном пространстве:
L’ – рабочая длина трубы в одном ходу, м:
h – расстояние между перегородками, м;
Число перегородок в межтрубном пространстве равно Zм-1=18-1=17
3.4 Определение диаметра патрубков.
Диаметр патрубков dn зависит от расхода и скорости теплоносителя и определяется из соотношения:
(p/dn 2
)=(G/(3600*r*wn)) (3.4.1) [6,стр31]
r - плотность теплоносителя, кг/м 3
;
Скорости в патрубках обычно принимаются несколько большими, чем в аппарате. Мы принимаем:
dnв=[(4*10008)/( 3,14*3600*997,45*2,5)] 0,5
=0,0014м,
dnм=[(4*3,6)/( 3,14*859,3*1)] 0,5
=0,0053м,
Задачей гидравлического расчета является определение величины потери давления теплоносителей при их движении через теплообменные аппараты. Падение давления DРто в теплообменниках при прохождении теплоносителя по трубам и в межтрубном пространстве складывается из потерь на сопротивление трению и на местные сопротивления, Па:
DРто=DРтр+DРмс=[(l*L’* w 2
)/(dэ*2)]*r+åz*((w 2
*r)/2), Па
l - коэффициент гидравлического трения ( для латунных труб l=0,02);
L’ – рабочая длина трубы в одном ходу, м;
w – средняя скорость движения теплоносителя на данном участке, м/с;
dэ – эквивалентный диаметр сечения канала, равный 4*f/Sсм;
f – площадь сечения прохода теплоносителя, м 2
;
Sсм – смоченный периметр прохода теплоносителя, м;
D – внутренний диаметр корпуса теплообменника, м;
r - плотность теплоносителя, кг/м 3
;
åz - сумма коэффициентов местных сопротивлений. Ихзначения мы берем из таблицы (табл.1,[9]);
Для воды мы учитываем коэффициенты, приведенные в таблице 4.1.
Значения коэффициентов местных сопротивлений.
Таким образом, сумма коэффициентов местных сопротивлений для воды:
DРтов=DРтр+DРмс=[(0,02*2,325*1 2
)/(0,037*2)]*997,45+[12,5*((1 2
*997,45)/2)]=
Располагаемый перепад давлений, создаваемый насосом:
DРтр=[(l*L’* w 2
)/(dэ*2)]*r=[(0,02*2,235*1 2
)/(0,037*2)]*997,45=626,8 Па
Соответствующее значение температурного напора:
DРр - располагаемый перепад давлений, создаваемый насосом, Па;
r - плотность теплоносителя, кг/м 3
;
g – ускорение свободного падения, м 2
/с;
N=(G*DРр)/(1000*r*hн), кВт (4.1.3) [6,стр34]
DРр - располагаемый перепад давлений, создаваемый насосом, Па;
r - плотность теплоносителя, кг/м 3
;
Nв=(2,78*7487,7)/(1000*997,45*0,7)=0,03 кВт
Далее делаем аналогичный расчет для масла.
Для масла учитываем коэффициенты, приведенные в таблице 4.2.
Значения коэффициентов местных сопротивлений.
Таким образом, сумма коэффициентов местных сопротивлений для масла:
DРтом=DРтр+DРмс=[(0,4*0,325*0,5 2
)/(0,037*2)]*859,3+[32,9*((0,5 2
*859,3)/2)]=
Располагаемый перепад давлений, создаваемый насосом:
DРтрм=(0,4*0,325*0,5 2
)/(0,037*2)]*859,3=2699,8Па
Соответствующее значение температурного напора:
Nм=(3,6*8933,5)/(1000*859,3*0,7)=0,053 кВт

Название: Охлаждение, компрессионная машина
Раздел: Рефераты по теплотехнике
Тип: реферат
Добавлен 16:49:39 25 июля 2005 Похожие работы
Просмотров: 647
Комментариев: 18
Оценило: 4 человек
Средний балл: 5
Оценка: неизвестно   Скачать

Входная или выходная камера(удар и поворот)
Поворот на 180 0
внутри камеры при переходе из одного пучка трубок в другой
Вход в трубное пространство и выход из него
Входная или выходная камера(удар и поворот)
Поворот на 180 0
через перегородку в межтрубном пространстве
Срочная помощь учащимся в написании различных работ. Бесплатные корректировки! Круглосуточная поддержка! Узнай стоимость твоей работы на сайте 64362.ru
Привет студентам) если возникают трудности с любой работой (от реферата и контрольных до диплома), можете обратиться на FAST-REFERAT.RU , я там обычно заказываю, все качественно и в срок) в любом случае попробуйте, за спрос денег не берут)
Да, но только в случае крайней необходимости.

Реферат: Охлаждение, компрессионная машина
Дипломная работа по теме Методы оценки денежного потока на предприятии
Уголовное Законодательство Петра 1 Реферат
Магистерская диссертация по теме Психологическая адаптация к физическим нагрузкам в измененных условиях жизненной среды (на примере подводного плавания)
Второй Лист Реферата
Реферат: Экзистенция и опыт в православном мышлении накануне XXI века
Сочинение Если Бы Базаров Был Моим Другом
Наш Ручей Сочинение Описание
Монетарная Политика Курсовая Работа
Курсовая работа по теме Статистика уровня жизни населения
Реферат по теме Древние государства Западной Азии
Контрольная Работа На Тему Мировая Валютная Система
Курсовая Работа 802.11
Собственного Сочинения
Эссе На Тему Есть Такая Профессия
Инвестиции Реферат По Экономике
Курсовая работа по теме Аудиторская проверка учета операций с денежными средствами ООО 'Кезский Коммунальный Сервис'
Второе Издание Собрания Сочинений Ленина
Леонардо Да Винчи Доклад Реферат
Отчет по практике по теме Проведение практического занятия (тренинга)
Реферат: Эстетический взгляды Конфуция
Шпаргалка: Логика
Реферат: Путин: насилие и творчество силовика
Доклад: Досуговые формы деятельности и их эволюция