Совершенствование методов проектирования и исследования теплообменных аппаратов системы теплоснабжения

• Автор: Ушаков, Виктор Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.23.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 159 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
РАЗДЕЛ 1. КОНСТРУКЦИИ, НЕИСПРАВНОСТИ, КОНТРОЛЬ И ДИАГНОСТИКА ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ
1.1. Конструкции и характеристики теплообменных аппаратов
1.1.1. Подогреватели сетевой воды
1.1.2. Пластинчатые теплообменные аппараты
1.2. Характерные неисправности теплообменных аппаратов
1.2.1. Неисправности подогревателей сетевой воды
1.2.2. Неисправности пластинчатых теплообменников
1.3. Контроль и регулирование режимов работы теплообменников
1.4. Системы технической диагностики теплообменников
Выводы по разделу
РАЗДЕЛ 2. АНАЛИТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ
2.1. Жизненный цикл теплообменных аппаратов
2.2. Обоснование достоверности новых формул теплового расчета
2.3. Совершенствованная методика проектного расчета пластинчатых теплообменных аппаратов системы теплоснабжения
2.3.1. Тепловой расчёт пластинчатых теплообменников
2.3.2. Конструкторский расчёт
2.3.3. Поверочный расчёт пластинчатых теплообменников
2.3.4. Гидравлический расчёт
2.3.5. Модернизированный алгоритм и результаты проектирования пластинчатых теплообменников
2.4. Совершенствованная методика проектного расчета пластинчатых
теплообменников по СП
Выводы по разделу

РАЗДЕЛЗ. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ
ЗЛ. Исследования аппаратов тепловых пунктов
3.2. Методы контроля режимов работы эксплуатируемых теплообменных аппаратов
Выводы по разделу
РАЗДЕЛ 4. ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАБОТЫ ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ
4.1. Методика расчета сетевых подогревателей горизонтального типа
4.2. Показатели эффективности работы аппаратов
4.3. Конструктивные, режимные и эксплуатационные факторы, влияющие на эффективность работы аппаратов
4.4. Методика расчета эффективности работы теплообменников
Выводы по разделу
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Исходные данные теплообменников ПСГ-2300-
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Результаты расчета ПСГ
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Расчет срока чистка трубного пучка
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Расчет эффекта от замены трубного пучка
ПРИЛОЖЕНИЕ 5. Результаты расчета теплообменника FR-14-73-1 и
0,3 по классической и совершенствованной методике
ПРИЛОЖЕНИЕ 6. Результаты расчета FR-14-73-1 по СП
ПРИЛОЖЕНИЕ 7. Результаты экспериментальных исследований
FR-14-73-1 при 25Ы00% номинальной теплопроизводительности
ПРИЛОЖЕНИЕ 8. Акты внедрения

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ПТА - пластинчатый теплообменный аппарат;
ПСГ - подогреватель сетевой воды (горизонтального типа);
ТС - теплоснабжение;
ГВС - горячее водоснабжение;
Ср - средняя удельная теплоемкость при постоянном давлении, Дж/кг-°С; Б, ё - диаметр, м;
Га - площадь поверхности теплообмена ПТА, м2;
М, С - массовый расход, кг/с;
Ь - удельная энтальпия (теплосодержание), Дж/кг;
АР, АН - потери напора в аппарате, Па;
К - коэффициент теплопередачи, Вт/м -°С;
Ь, 1 - длина, м;
N11 - число Нуссельта, Ыи=а-с1/Х; а - коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2-°С);
X - коэффициент теплопроводности, Вт/(м-°С);
N - количество трубок или пластин, шт;
Р - давление, Па;
Рг - число Прандтля;
() - количество теплоты, Вт; ц - удельная тепловая нагрузка, Вт/м2;
II - термическое сопротивление, м2-°С /Вт;
Не - число Рейнольдса, Не = 'ус1А;
¥ - средняя скорость движения теплоносителя, м/с;
V - коэффициент кинематической вязкости теплоносителя, м /с; t - температура греющего теплоносителя, °С; т - температура нагреваемого теплоносителя, °С;
5г - недогрев воды, °С;
X - число ходов теплоносителя в теплообменном аппарате;
Тепловые испытания сетевых подогревателей целесообразно производить при одном или двух значениях расхода сетевой воды - номинальном и уменьшенном до 60-80%. от номинального. При каждом расходе проводится два-три опыта с разными давлениями греющего пара, в том числе и при номинальном давлении. Продолжительность каждого опыта в установившемся режиме должна обеспечить запись измеряемых параметров не менее 10-12 раз с интервалом в 2-3 мин. При проведении испытаний колебания параметров не должны превышать следующих значений: расход сетевой воды - ±5%; температура сетевой воды - ±2°С.
Гидравлические испытания подогревателей могут проводиться в любое время года, а также могут быть совмещены с тепловыми испытаниями. При гидравлических испытаниях сетевых подогревателей достаточно проведения двух опытов, в каждом из которых при установленном значении расхода сетевой воды (номинальном и уменьшенном до 70-80% от номинального) дифференциальным манометром измеряется потеря напора на участке от входного до выходного патрубка подогревателя.
Для определения гидравлической характеристики подогревателя необходимо измерять расход сетевой воды через подогреватель, давление сетевой воды на входе и выходе подогревателя, либо перепад давлений между входным и выходным патрубками, а также температуру сетевой воды во входном и выходном патрубках и в месте установки измерительной диафрагмы расходомера.
Опыт с номинальным расходом сетевой воды является основным, так как его результаты используются для определения фактического гидравлического сопротивления подогревателя, а опыт с уменьшенным расходом сетевой воды - вспомогательным, используемым' для оценки достоверности результатов испытаний.
Испытания основных и пиковых подогревателей могут проводиться одновременно или раздельно, причем в каждом опыте производится не менее 8-10 измерений с интервалом в 2-3 мин. Колебания измеряемых расходов сете-