Тепловая схема энергоблока (стр. 10 из 14)
где Gк = 340,69 кг/с – расход конденсата
Vк = 0,00101 м3/кг – удельный объем конденсата при его температуре tк=45°С.
n =
n = 7286
При шахматном расположении отверстий с шагом S1 = S2 = 2,5d = 0,02 м необходимая площадь тарелки составит:
F = n· S1 · S2 · sin 60°(3.7)
F = 7286·0,022·0,866
F = 2,52 м2
Из конструктивных соображений принимаем, что ширина струйного пучка первого отсека на входе и выходе потока пара одинакова и равна Lвх=Lвых=4 м.
Предварительно принимаем, что нагрев конденсата в первом струйном отсеке составит 6,08°С. Тогда температура конденсата на входе во второй отсек равна t2=45+6,08=51,08°С (энтальпия h2 = 213,52 кДж/кг).
Количество сконденсированного пара в первом отсеке в этом случае составит:
Дп1 =
(3.8)где G = 340,69 кг/с – расход конденсата
h2 = 213,52 кДж/кг – энтальпия конденсата на входе во второй отсек.
hвх8 = 130,6 кДж/кг – энтальпия конденсата на входе,
hп8 = 2512 кДж/кг – энтальпия пара.
Дп1 =
Дп1 = 12,29 кг/с
Скорость пара на входе в струйный отсек:
vп вх =
(3.9)где u" = 11,482 м3/кг – удельный объем пара,
Дп1 = 12,29 кг/с – сконденсированный пар в первом отсеке.
Дв1 = 0,0005·Gк
Дв1 = 0,0005·340,69
Дв1 = 0,17 кг/с
l1= 0,38 м – расстояние между тарелками,
hвх = 4 м – ширина струйного пучка первого отсека на входе.
vп вх =
vп вх = 94,12 м/с
Скорость пара на выходе из отсека:
vп вх =
(3.10)где Дв1 = 0,17 кг/с
u" = 11,482 м3/кг – удельный объем пара,
l1= 0,38 м – расстояние между тарелками,
Lвых = 4 м – ширина струйного пучка первого отсека на выходе,
vп вых = 1,284 м/с
Средняя скорость пара в струйном отсеке:
vп ср =
(3.11)где vп вх = 94,12 м/с – скорость пара на выходе в струйный отсек,
vп вых = 1,284 м/с – скорость пара на выходе из отсека,
vп ср =
vп ср = 21,617 м/с
С учетом опыта эксплуатации принимаем, что расход воздуха в первом отсеке составляет 0,0055 кг/с. Тогда расход паровоздушной смеси на входе в отсек Дсм вх = Дп1 + Дв1 + 0,0055 = 12,19+0,17+0,0055=12,4695 кг/с, а на выходе из отсека Дсм вых = Дв1 + 0,0055 =0,1755 кг/с.
Относительное содержание неконденсирующихся газов в паровоздушной смеси на входе и выходе из отсека будет равно:
Пвх =
(3.12)где Gвозд = 0,0055 кг/с – расход воздуха в первом отсеке,
Дсм вх = 12,4655 кг/с – расход паровоздушной смеси на входе в отсек.
Пвх =
Пвх = 0,000441
Пвых =
(3.13)где Дсм возд = Дсм вых = 0,1755 кг/с
Пвых =
Пвых = 0,031339
Среднее относительное содержание неконденсирующихся газов:
Пср =
(3.14)где Пвых = 0,031339
Пвх = 0,000441
Пср =
Пср = 0,00725
При значении tвх = 45°С число Рr = 3,925, а коэффициент поверхностного натяжения s = 68,77·10-4 кг/м = 0,00688 кг/м
Находим значение t2 из уравнения:
lg
(3.15)где l = 0,38 м – длина струй,
d = 0,008 м – диаметр отверстий в тарелке,
П =
где vп = 21,617 м/с – скорость пара,
vв = 0,94 м/с – скорость истечения воды из отверстий,
Pr = 3,31 – число Прандтля,
s = 669,55·10-4 = 0,06696 кг/м – поверхностное натяжение,
rп = 985,65 кг/м3 – плотность пара,
tн = 56°С – температура насыщения пара,
t1 = 45°С – температура конденсата в начале струи,
t2 - температура конденсата в конце струи, °С.
lg
t2 = 51,1°С, что весьма близко к принятому ранее значению.
Расход конденсата, поступающего во второй отсек:
Gк2 = Gк + Дп1 (3.16)
где Gк = 340,69 кг/с – расход конденсата,
Дп1 = 12,29 кг/с – сконденсировавшийся пар в первом отсеке.
Gк2 = 340,69 + 12,29
Gк2 = 352,98 кг/с.
Скорость истечения воды из отверстий второй тарелки при высоте подпора 0,065 м.
vв2 = а·
(3.17)vв2 = 0,6·
vв2 = 0,678 м/с
Число отверстий в тарелке:
n =
(3.18)где Gк2 = 352,98 кг/с – расход конденсата, поступающего во второй отсек.
Vк = 0,00101 м2/кг – удельный объем конденсата,
d = 0,008 м – диаметр отверстий,
vв2 = 0,678 м/с – скорость истечения воды из отверстий второй тарелки.
n =
n = 10466
Необходимая площадь тарелки составит:
F2 = n· S1 · S2 · sin 60° (3.19)
F2 = 10466·0,022·0,866
F2 = 3,626 м2
Предварительно принимаем подогрев основного конденсата во втором отсеке равным 10°С. Тогда температура конденсата в конце второго отсека tк2=tк1+Dtк2 = 51,1+10=61,1°С (энтальпия конденсата hк2=255,5 кДж/кг и Dhк2=42 кДж/кг).
Количество пара, сконденсированного в отсеке:
Дп2 =
(3.20)где Gк2 = 352,98 кг/с – расход конденсата, поступающего во второй отсек,
Dhк2 = 42 кДж/кг – разность энтальпий,
hп = 2512 кДж/кг – энтальпия пара,
hк2 = 255,5 кДж/кг – энтальпия конденсата.
Дп2 =
Дп2 = 6,57 кг/с
В соответствии с рекомендациями расход пара на выходе из отсека следует принимать равным 30% расхода пара в первый отсек, то есть
Д вых п2= 0,3 Д вх п1 (3.21)
где Д вх п1 = 12,29 кг/с – сконденсировавшийся пар в первом отсеке.
vвых п2 =
vвых п2 = 23,52 м/с
Средняя скорость в отсеке:
vср п2 =
(3.22)где
= 45,296 м/с – скорость пара на входе, 
= 23,52 м/с – скорость пара на выходе.vср п2 =
vср п2 = 33,227 м/с.
По формуле находим расчетное значение tк2:
lg
(3.23)где Pr = 3,31 – число Прандтля,
s = 675,283·10-4 кг/м2 – поверхностное натяжение конденсата,
rп = 975,6 кг/м3 – плотность пара,
v
= 33,227 м/с – средняя скорость пара в отсеке,vв = 0,678 м/с – скорость воды,
d = 0,008 м – диаметр отверстий,
l = 0,5 м – расстояние между тарелками,
tн = 56°С – температура насыщения,
tк1 = 51,1°С – температура конденсата в первом отсеке.
Д вых п2= 0,3·12,29
Д вых п2= 3,687 кг/с
Расход пара на входе в отсек:
Д
= Д вых п2+ Дп2 (3.24)где Дп2 = 6,57 кг/с – пар, сконденсировавшийся в отсеке,
Д
= 3,687 + 6,57Д
= 10,257 кг/сСкорость пара при ширине струйного пучка на входе hвх2 = 5,2 м.
v
= 
(3.25)где Д
= 10,257 кг/сu" = 11,482 м3/кг – удельный объем,
l2 = 0,5 м – расстояние между тарелками,
hвх2 = 5,2 м
v
= 
v
= 45,296 м/сШирина струйного пучка на выходе пара из отсека равна 3,6 м. Тогда скорость пара на выходе из отсека:
= 
(3.26)где Д вых п2= 3,687 кг/с – расход пара на выходе из отсека,
u" = 11,482 м3/кг – удельный объем,
l2 = 0,5 м – расстояние между тарелками.
Значение отношения П для второго и третьего отсеков может быть принято равным 1.