Дипломная работа: Анализ работы компрессорных установок

Рис. 4.1. График зависимости Твых.к. = f(Toc)

4.3 Расчёт ступени системы охлаждения компрессора К-250-61-5

1.  Определим секундный расход сжатого газа

 (4.6)

Из процесса сжатия (рис. 4.2.) определим количество тепла, которое отнимается в газоохладителе

, (4.7)

где = 1,007 кДж/кгК - теплоёмкость воздуха.

Рис. 4.2. Ступень охлаждения компрессор

2.  Возьмём для расчёта конструктивные размеры газоохладителя заводского изготовления

;

-  наружный диаметр оребрения: D=19,2 мм;

-  толщина ребра Sp = 0,6 мм;

-  шаг оребрения t = 2.4 мм;

-  шаг поперечный Sl = 20 мм;

-  шаг продольный S2 = 18 мм.

Определим число рёбер на 1м длины

 (4.8)

3.  Поверхность рёбер

 (4.9)

4.  Поверхность 1м длины трубы, свободная от рёбер

 (4.10)

5.  Полная внешняя ребристая поверхность

  (4.11)

7. Внутренняя поверхность трубы без рёбер

 (4.12)

8. Определение площади живого сечения одного межрёберного канала в поперечном ряду пучка (рис. 4.3)

Рис. 4.3. Сечение поперечного ряда

 (4.13)

9. Определим смоченный периметр одного межрёберного канала

 (4.14)

10. Определим эквивалентный диаметр

 (4.15)

11. Принимая экономическую скорость воздуха w=15 м/с, определим площадь живого сечения пучка ребристых труб для прохода воздуха:

а) средняя определяющая температура:

,

где - температура воды на входе в газоохладитель, tw2 - температура воды на выходе из газоохладителя.

б) определяем основные константы для воздуха [3]:

·  коэффициент динамической вязкости

·  коэффициент теплопроводности

·  число Прандтля

·  определим среднюю плотность воздуха

в)

12. Определим число труб в одном поперечном ряду, при заданной длине L=565 мм.

 штук

Принимаем .

13. Длина обтекания ребристой трубы

 (4.18)

м

14. Определим диагональный шаг пучка:

Рис. 4.4. Диагональный шаг пучка

 (4.19)

15. Определим коэффициент Cs для шахматных пучков

 (4.20)

16. Определим коэффициент теплоотдачи со стороны воздуха

 (4.21)

17. Расчёт КПД ребра

, (4.22)

где = 397 Вт/м2К — коэффициент теплопроводности меди

По номограмме [4] при и находим

18. Эффективность ребристой поверхности

 (4.23)

19. Площадь живого сечения для прохода воды

 (4.24)

,

где  = 995 кг/м3 - плотность воды; ср = 4.19кДж/кгК - теплоёмкость воды.

кг/с

Принимаем скорость воды = 2.5 м/с, тогда

м2

20. Определим количество труб в ходе

 (4.25)

Принимаем

21. Фактическая скорость течения воды в трубах

 (4.26)

м/c

22. Коэффициент теплоотдачи со стороны воды

 (4.27)

Вт/м2К

23. Коэффициент теплоотдачи

 (4.28)

Вт/м2К

24. Площадь теплопередающей поверхности

 (4.29)

м2

25. Определим общее количество труб

 (4.30)

штук

26. Количество продольных рядов труб в пучке

 (4.31)

штук

Принимаем

27. Определяем фронтальную поверхность для прохода газа

 (4.32)

м2

28. Площадь теплопередающей поверхности первого ряда труб

 (4.33)

м2

29. Отношение теплопередающей поверхности к фронтальной

 (4.34)

Аналогично можно рассчитать первую, вторую и третью ступень охлаждения при различной температуре окружающей среды. Температура воздуха на входе в охладитель, при различной температуре окружающей среды взята из таблицы 4.1.

Результаты расчета сведены в таблицу 4.2.

Таблица 4.2. Результаты расчёта системы охлаждения

to.c.,°C					, кг/с	, м2
1 ступень охлаждения
15	126	25	20	40	6,2	103,1
20	133	30	25	40	8,4	104,9
25	140	35	30	40	12,8	107,2
30	147	35	35	40	26,1	109,2
2 ступень охлаждения
15	109	25	20	40	5,1	85,6
20	116	30	25	40	6,9	87,6
25	122	35	30	40	10,6	88,8
30	149	40	35	40	26,6	89,8
3 ступень охлаждения
15	88	25	20	40	3,8	64,3
20	94	30	25	40	5,2	65,2
25	100	35	30	40	7,9	66,3
30	106	40	35	40	16,1	67,2

Графическое изменение площади теплопередающей поверхности при изменении to.с. показано на рис.4.5.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5