Boileri arvutus (0)

Eesti Maaülikool - Kategooriata - Tööstuslikud protsessid

5 VÄGA HEA

Eesti Maaülikool
VLI
Toiduteaduse ja toiduainete tehnoloogia osakond
VEEBOILERI SOOJUSLIK JA
HÜDRAULILINE PROJEKTARVUTUS
Praktiline töö nr 5
Koostas: Gerda Niilo
Juhendas: Tauno Mahla
Tartu 2010

Sissejuhatus
Töö eesmärgiks on välja selgitada veeboileri kaod tootmise liinis ,peamised ehituslikud näitajad, küttepinna arvutused ja veel välja tuleb selgitada pumba tootmisvõimsus. Need kõik andmed on olulised kui planeerida tootmisliini või ükskõik , kus kasutatakse veeboilerit.
Veebolieri töö ülesanne on 25 kraadine vesi, mis pumbatakse boilerisse, üles soojendada 80kraadini. Selleks tehakse vajalikud arvutused, võttes arvesse vee füüsikalised omadused, vee voolukiirus aparaadis , aparaadi soojuskoormus, auru kulu antud protsessi läbiviimiseks, soojusülekandetegurit nii vee kui auru poolel, bolieri küttepind, peamised ehituslikud näitajad, leida surve- ja liinikaod bolieris. Oluline on leida terve liini ulatuses ka survekadu vee voolamisel väljaspool boilerit. Igas protsessis on vaja ka teada, millise võimsusega pumpa vaja on.
Need kõik arvutused on olulised, et majanduslikult teha ratsionaalseid otsuseid.
Töö- ja arvutuskäik

Temperatuuride graafik ja keskmine logaritmiline temperatuuride vahe
Keskmine logaritmiline temperatuuride vahe kütteauru ja vee vahel:
; C Δt = (80-25)/ ln /((100-25)/(100-80)) = 41, 6 ºC
Joonis 1. Boileri töö temperatuuride graafik

Vee keskmine temperatuur aparaadis ja sellele vastavad vee füüsikalised omadused
Vee keskmine temperatuur:
tkesk = ta – t ; C tkesk= 100- 41,6 = 58,4 ºC
Selle temperatuuri järgi leitakse veetabelist järgmised näitajad:
Soojusjuhtivustegur  = 0,5645 kcal /mCh
Tihedus (erikaal)  = 984,4 kg/m3
Erisoojus c = 1,0035 kcal/kgC
Kinemaatiline viskoossus  = 0,497 10-6 m2/s
Prandtli kriteerium Pr = 3,125

Vee voolukiirus aparaadis
Kui vesi voolaks 1 torus korraga, avalduks voolukiirus:
; m/s
w(1) = 18000 / 3600 ·984,4·0,025²·0,785 = 10,352 m/s
Vee voolukiiruse alandamine:
Ette valitud nk= 6 ( torude arv käigus)
w= 10,352/ 6 = 1,72 m/s

Aparaadi soojuskoormus
Leitakse veele üleantav vajalik soojushulk :
Q = G  c  (t2 - t1) ; kcal/h
Q = 18000 · 1,0035 · (80-25) = 993465kcal/h

Auru kulu protsessi läbiviimiseks
Leida kütteauru drosseldatud primaarauru kulu kuuma vee tootmiseks:
; kg/h
i – auru soojasisaldus; kcal/kg (aurutabelist ta järgi).
 – boileri soojuslik kasutegur 0,95 (ette valitud)
D = 993465 / (639,4- 90) · 0,95 = 1903,4kg/h
tk – aurust tekkiva kondensaadi temperatuur, orienteeruvalt:
; C.
tk= (80+100)/ 2 = 90 ºC
Auru erikulu 1 kg vee kohta:
; kg/kg
ma = 1903,4 / 18000= 0,1057 kg/kg

Soojusülekandetegur vee poolel
Leida soojusülekandetegur (2) toru seinalt torus voolavale veele.

Arvutada Reynoldsi kriteerium veele:
Re = (1,72 · 0,025)/ 0,497 10-6 =86519 Järeldus: Turbulentne vool

Arvutada Nusselti kriteerium:
Nu = 0,023  Re 0,8  Pr 0,4
Nu = 0,023 · 865190,8  3,125 0,4 = 343, 88

Arvutada soojusülekandetegur 2 :
; kcal/m2 Ch
2 = (323,11 · 0,5645 ) / 0,025 = 72956/m² ºCh

Soojusülekandetegur kütteauru poolel
Antud juhul tuleb leida soojusülekandetegur (1) aurult toru seinale.

Valida ette toru seina temperatuur ts :
ts = ta – (5…15) ; C
ts = 100- 15 = 85 ºC

Arvutada orienteeruva kondensaadi kile temperatuuri:
tk = 0,5  (ta + ts) ; C
tk = 0,5 · (100+85) = 92,5 ºC
Nimetatud temperatuuri järgi leitakse kondensaadi kile omaduste kohta tegur A.
tk ; C 60 80 100 120
A 1900 2070 2190 2300
A = 2190

Arvutada soojusülekandetegur 1
 Aparaadi asend horisontaalne:
; kcal/m2 Ch
r – vee aurustumissoojus ; kcal/kg (leitakse aurutabelist ta järgi).
tk – temperatuuride vahe kütteauru ja toru seina vahel (tk = ta – ts); C.
dv – toru välisläbimõõt; m.
a1 = 0,72 · 2190 · 4√539,4/(0,029∙15) = 9356,9 kcal/m2 Ch

Soojusläbikandetegur k ja valitud toru seina temperatuuri kontroll
Soojusläbikandetegur arvutatakse järgmise valemiga:
; kcal/m2 Ch
k = 1 / ((1/9356,9)+ ( 0,002/ 44) +( 1/ 7295,8)) = 3455,5 kcal/m2 Ch
Kontrollida valitud toru seina temperatuuri õigsust:
; C
ts= 100- ( (3455,5 · 41,6) / 9356,9) = 84,64 ºC

Boileri küttepind ja peamised ehituslikud näitajad
Soojusvaheti vajalik küttepinna suurus arvutatakse järgmise valemiga:
; m2
F = 993465/ (41,6 · 3455,52) = 6,91 m²

Torude summaarne pikkus boileris:
; m
L= 6,91 / (3,14 (π) · 0,0029) = 75,88 m

Üldine torude arv boileris:
h = 1,2 ette valitud
Nü = 75,88 / 1,2 = 63

Käikude arv boileris:
z = 63 / 6 = 11

Boileri silindrilise väliskesta läbimõõt sõltub aparaadi tootlikkusest, torude arvust, läbimõõdust jm. näitajatest (Dk = 0,3–0,6 m).
Dk = 0,5 m ette valitud

Boileri hüdrauliline arvutus
Boileri hüdraulilise arvutuse eesmärgiks on leida veepumba vajalik võimsus ja tekitatav surve, mis kindlustaks etteantud tootlikkuse ja vee voolukiiruse ning kataks aparaadis ja ühendustorustikus (liinis) tekkivad survekaod (rõhukaod).

Survekadu kohttakistuste ületamiseks boileris

Vee sisse- ja väljavoolu ava ristlõikepind:
f1 = 0,785  ds2 ; m2
f1 = 0,785 · 0,025² = 0,00049 m²

Ühe käigu jaotuskarbi ristlõikepind:
; m2
f2 = (0,785 · 0,05²) / 11 = 0,0178 m²

Ühte käiku kuuluvate torude ristlõikepind:
f3 = f1  nk ; m2
f3= 0,00049 ·6 = 0,00294 m²
Valemites kasutatud ehituslikud näitajad on arvutatud (või valitud) punktis 10.

Kohttakistustegur vee sissevoolul esimesse jaotuskarpi:
ξ1 = ( 1- (0,00049/0,0178))² = 0,946

Kohttakistustegurid vee sissevoolul jaotuskarbist torudesse:
Kohttakistustegurid 2 leitakse suhte f3 / f2 järgi tabelist 1.
f3/f2 = 0,00294 / 0,0178 = 0,165
2 = 0,43
TABEL 1. Kohttakistustegurite 2 ja 4 leidmine.
f3 / f2 ; f1 / f2
2 ; 4
f3 / f2 ; f1 / f2
2 ; 4
0,0
0,50
0,6
0,25
0,1
0,47
0,7
0,20
0,2
0,43
0,8
0,15
0,3
0,38
0,9
0,09
0,4
0,33
1,0
0,00
0,5
0,30

Kohttakistustegurid vee väljavoolul torudest jaotuskarpi:
ξ3 = ( 1- (0,00294/ 0,0186)² = 0,708

Kohttakistustegur vee väljavoolul viimasest jaotuskarbist:
Kohttakistustegur 4 leitakse suhte f1 / f2 järgi tabelist 1.
f1/f2 = 0,00049/ 0,0186 = 0,15
4 = 0,026

Kiiruse surve:
; m (H2O)
w – vee voolukiirus torudes; m/s
g – raskuskiirendus ; m/s2 (9,81).
Hw = 1,72² / (2 · 9,81) = 0,15 m

Survekadu kohttakistuste ületamiseks:
; m
H`k = 13,382 · 0,5078 = 6,79m
(kohttakistustegurite summa)
Σξ = 0,948 + 0,43 · 11 + 0,708 · 11 + 0,49 = 13,956

Survekadu voolusuuna muutustele boileris:
; m
z – käikude arv
 – takistustegur voolusuuna muutumisel 180  all (1,1).
H´´k = 1,1 · (11-1) · 0,15= = 1,65 m

Summaarne survekadu kohttakistuste ületamiseks:
Hk = H’k + H’’k ; m
Hk = 6,8+1,65 = 8,46m

Liinikaod boileris
; m
Hl = 0,018 · 0,15· ( 75,88 / 0,025) = 8,195
(liini takistustegur boileris).
ξ = 0,3164 / 4√86519 = 0,018
Re – punkt 7 a.
L – torude summaarne pikkus boileris; m.
L = nü  l või L = nü  h ; m
L = 63 · 1,2 = 75,6 m
nü – üldine torude arv
l (h) – ühe toru pikkus (või kõrgus); m .
11.3. Summaarne survekadu boileris
Hap = Hk + Hl + Hw; m
Hap = 8,46 + 8,195 + 0,15 = 16, 805 m
11.4. Survekadu vee voolamisel väljaspool boilerit (Hsum)
Siin võetakse arvesse survekadu boilerit ühendavates torustikes (liinis). Liinitorustiku siseläbimõõt Ds valitakse selline, et vee voolukiirus liinis oleks vahemikus 1–2 m/s.
; m/s
Ds = 0,046 m ehk 46 mm
w = 18000 / (3600 · 984,4 · 0,785 · 0,046²) = 3,05 m/s

Veepumba vajalik võimsus
; kW
 – pumba kasutegur (0,5–0,8).
Hl = ξ· (L/d) · (w²/ 2·g)
Re = w·d/v Re = (1,72· 0,046) / 1·10 -6 = 79120
ξ = 0,316/ 4√79120 = 0,018
hw = 1,72 ²/ (2·9,81) = 0,151 m
Lekv = ξ(n · d· m) = ( 3· 0,046 · 30) + (1· 0,046 · 75) + ( 1· 0,046 · 70) + (1 · 0,046 · 20) + (1 · 0,046 · 40) = 13,57 m
Liini pikkus: L = 25 m
hl + k = ξ· (L+Lekv)/d · hw= 0,018 · ((25+13,57)/0,046) · 0,151 = 2,28 m
Hsum= hl+k + hw +hg
Hsum = 0,151 + 2,28 + 5 = 7,4m
N = ((18000 · (7,4+16,805)) / (3600 ·102 · 0,95) ) · =0,38 kW
Joonis liini kohta:
10

.DOC Laadi alla originaalfail 10 lk · .doc · 128 allalaadimist

50 punkti Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 50 punkti.

~ 10 lehte Lehekülgede arv dokumendis

2010-05-01 Kuupäev, millal dokument üles laeti

128 laadimist Kokku alla laetud

0 arvamust Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid

gerda_380 Õppematerjali autor

VEEBOILERI SOOJUSLIK JA
HÜDRAULILINE PROJEKTARVUTUS

boiler

Sarnased õppematerjalid

pdf

Veeboileri soojuslik ja hüdrauliline projektarvutus

....................................................................................................6 6. Soojusülekandetegur vee poolel.......................................................................................................7 7. Soojusülekandetegur kütteauru poolel.............................................................................................7 8. Soojusläbikandetegur k ja valitud toru seina temperatuuri kontroll.................................................8 9. Boileri küttepind ja peamised ehituslikud näitajad..........................................................................8 10. Boileri hüdrauliline arvutus...........................................................................................................9 10.1 Survekadu kohttakistuste ületamiseks boileris........................................................................9 10.2 Liinikaod boileris....................................................................................

Tehnoloogia

doc

Veeboileri ülesanne

Vee lõpptemperatuur t2= 87 °C Auru temperatuur tuleb leida aurutabelist. Primaarauru rõhk pa = 1,2 ata. Sellele vastab temperatuur ta = 105 °C. Keskmine logaritmiline temperatuuride vahe kütteauru ja vee vahel: t 2 - t1 87 - 20 67 67 t = = = = = 43,2 ta - t 1 105 - 20 ln ( 4,722 ) 1,552 °C ln ln ta - t 2 105 - 87 t= 43,2 °C Joonis 1. Boileri töö temperatuuride graafik 3. Vee keskmine temperatuur aparaadis ja sellele vastavad vee füüsikalised omadused Vee keskmine temperatuur: tkesk = ta t ; °C tkesk = 105 43,2= 61,8 °C tkesk = 61,8 °C Selle temperatuuri järgi leian veetabelist järgmised näitajad: Soojusjuhtivustegur = 0,567 kcal/m°Ch Tihedus (erikaal) = 983,2 kg/m3 Erisoojus c = 1,004 kcal/kg°C Kinemaatiline viskoossus = 0,479 10-6 m2/s Prandtli kriteerium Pr = 3,00 4. Vee voolukiirus aparaadis

Tööstuslikud protsessid

doc

Nimetu

Toote (kuuma vee) puhul on teada nii alg- kui lõpptemperatuur (t1, t2). Auru temperatuur on aga protsessis konstantne (ta). Juhul kui on antud ainult auru rõhk (pa), siis tuleb temperatuur leida aurutabelist. Näide. Oletame, et sekundaarauru rõhk pa = 0,39 ata. Sellele vastab temperatuur ta = 75 °C. Keskmine logaritmiline temperatuuride vahe kütteauru ja vee vahel: t 2 - t1 t = ta - t1 ; °C ln ta - t 2 Joonis 1. Boileri töö temperatuuride graafik 1 3. Vee keskmine temperatuur aparaadis ja sellele vastavad vee füüsikalised omadused Vee keskmine temperatuur: tkesk = ta t ; °C Selle temperatuuri järgi leitakse veetabelist järgmised näitajad: Soojusjuhtivustegur =......... kcal/m°Ch Tihedus (erikaal) = ......... kg/m3 Erisoojus c = ......... kcal/kg°C Kinemaatiline viskoossus = ...... 10-6 m2/s Prandtli kriteerium Pr = .......

Kategoriseerimata

doc

Tehnoloogiliste protsesside eksami küsimused

1. kMis eristab pidevaid protsesse perioodilistest? Pidevate protsesside korral toimud toote sisse- ja väljavool pidevalt (kogu aeg). Perioodiliste protsesside korral toimub toote sisse- ja välja vool mingi kindla aja jooksul. 2. Mis eristab statsionaarseid protsesse mittestatsionaarsetest? Statsionaarsed protsessid on ajas muutumatud. Mittestatsionaarsed protsessid on ajas muutuvad, nt: veeanum kraaniga, algul voolab vett kiiresti, kui anum hakkab tühjenema väheneb vee voolamise kiirus. 3. Hüdrodünaamilised protsessid / soojuslikud protsessid / massiülekandeprotsessid / mehaanilised protsessid. Esitada iga protsessigrupi kohta liikumapanev jõud, 3 kaastegurit / takistust (koos toime selgitamisega) ning 1oluline protsessi tulemuse näitaja. Hüdrodünaamilised protsessid liikumapanevaks jõuks on rõhkude vahe, takistusteks on viskoossus (mida viskoossem toode on seda aeglasemalt ta voolab), liini pikkus

Tööstuslikud protsessid

docx

Toiduainete tehnoloogia põhiprotsessid

Protsesside kordamine Üldosa 1. Mis eristab pidevaid protsesse perioodilistest? Perioodiline protsess toimub tsüklitena ja viiakse teatud aja möödudes lõpule, siis see kordub uuesti, aeganõudvam. Pidev protsess toimub kogu aeg ning ei lõppe ära, sest materjali tuleb koguaeg juurde jne, need on tootlikud ja kiired. 2. Hüdrodünaamilised protsessid / soojuslikud protsessid /massiülekandeprotsessid / mehaanilised protsessid. Esitada iga protsessigrupi kohta liikumapanev jõud, vähemalt 3 kaastegurit / takistust (koos toime selgitamisega) ning 1 oluline protsessi tulemuse näitaja. Hüdrodünaamilised protsessid – jõud: rõhkude vahe; kaastegurid: mõõtmed/voolu ristlõike pind (mida suuremad mõõtmed, seda kiirem), temp (mida kõrgem, seda kiiremad protsessid), viskoossus (mida viskoossem, seda aeglasem), vedelik ja selle omadused/olek; olulisus: voolukiirus.

Toit ja toitumine

doc

Soojus- ja massilevi I vastused

- lahja kivisüsi) b=3.7. Osakese keskmiseks mõõtmeks soovitatakse võtta tabelis 6.1 toodud väärtused. Leegi tahmaosakeste kiirguse arvutamiseks katelseadmete kolletes soovitatakse valemit (6.12 ) kus - liigõhutegur; C ja H - süsiniku ja vesiniku osamass kütuses. 32. Kiirgusülekande arvutus kiirgava ja neelava keskkonna korral Kiirguse ja konvektsiooni teel toimuva liitsoojusülekande arvutamisel võib lihtsamatel juhtudel lähtuda nende kahe protsessi vastastikuse sõltumatuse eeldusest. Sel juhul Q=Qkiirg+Qkonv ja kiirgava soojushulga arvutuse võib taandada kiirgussoojuse ülekandeteguri määramisele võrranditest (6.21)...(6.23). (6.21

Soojusfüüsika

doc

Katlatehnika kordamisküsimused

KORDAMISKÜSIMUSED EKSAMIKS KATLATEHNIKA BOILER ENGINEERING Sügi s 2007 1. Tahk ete kütuste põleta mi s e tehnoloo gi ad 2. Põlevkivi põletuste h n ol o o gi ad 3. Katla mõi ste ja põhitüübid 4. Kollete tööd iseloo m u st av a d näitajad 5. Katla sooju s bilan s s 6. Sooju sk a d u katlast väljuvate gaa sid e g a 7. Sooju sk a d u ke e milis elt mittetäielikust põle mi s e st 8

Katlatehnika

doc

Katlatehnika eksami vastused

KORDAMISKÜSIMUSED EKSAMIKS KATLATEHNIKA BOILER ENGINEERING Sügi s 2007 1. Tahk ete kütuste põleta mi s e tehnoloo gi ad Tahkekütuse latentse energia elektrienergiaks muundamise kohta kehtivad samad üldised seaduspärasused, mis gaasja vedelkütuste korralgi. Määravaks on ringprotsessi parameetrid. Tahkete kütuste põletustehnoloogiad võib jagada nelja rühma: · kihtpõletus (restkolded), · tolmpõletus (tolmküttekolded ehk kamberkolded),

Katlatehnika

Rohkem sarnaseid