Расчет коэффициента теплоотдачи от стенки труб к рабочему телу на испарительном участке

 

Для определения коэффициента теплоотдачи от стенки трубы к рабочему телу необходимо знать коэффициент теплопроводности материала трубы, зависящий от температуры стенки, которая в первом приближении для расчетных сечений определяется через Δt-температурный напор расчетного сечения (разность между температурами теплоносителя и рабочего тела)

на входе теплоносителя в испарительный участок

 

Δt =320-280,86 = 39,14 єC_ст=t₂+1/3 Δt = 280,86+1/3·39,14 = 293,91 єC

 

где t₂- температура насыщения при известном давлении рабочего тела на выходе теплоносителя из испарительного участка

 

Δt = 288,63-280,86=7,77 єC_ст=t₂+1/3 Δt =280,86+1/3·7,77= 283,45 єC

 

В качестве материала труб поверхности нагрева ПГ АЭС обычно используется аустенитная сталь Х18Н10Т.Тогда коэффициент теплопроводности материала труб:

на входе теплоносителя в испарительный участок

λ_м=18,72·10^-3кВт/м·К

 

на выходе теплоносителя из испарительного участка

 

λ_м=18,58·10^-3кВт/м·К

 

Коэффициент теплоотдачи со стороны рабочего тела на испарительном участке поверхности нагрева ПГ АЭС определяется методом последовательного приближения

 

(1.10)

 

t_s-температура насыщения при давлении рабочего тела в испарителе

q-плотность теплового потока, кВт/м²

 

q=K·Δt(1.11)

 

K-коэффициент теплопередачи, кВт/м²·К

Δt-температурный напор расчетного сечения (разность между температурами теплоносителя и рабочего тела)

 

K= (1.12)

 

2R_ок=1.5·10^-2 м²·К/кВт-термическое сопротивление оксидной плёнки на поверхности труб

Термическое сопротивление теплопроводности стенки трубы

R_ст= (1.13)

 

Вход теплоносителя в испарительный участок (выход рабочего тела из испарительного участка)

Итерация 1

На первом итерационном шаге полагают коэффициент теплоотдачи α ₂ =50

 

= 6,37 кВт/м²·К

=K·Δt=6,37 ·39,14= 249,32 кВт/м²

 

Вычисления считают законченными, если расхождения значений удельного теплового потока, полученных в 2-х последних итерациях не превышает отклонения 5%

ИТОГО принимаем α``_2и= 49,86 кВт/м²·К

Уточним температуру стенки трубы:

 

 

Выход теплоносителя из испарительного участка (вход рабочего тела в испарительный участок)

Итерация 1

 

На первом итерационном шаге полагают коэффициент теплоотдачи α ₂ =20

 

K= 5,33 кВт/м²·К

q=K·Δt=5,33·7,77 = 41,41 кВт/м²

α₂= 14,19 кВт/м²·К

 

Итерация 2

Полагаем α₂= 14,19 кВт/м²·К

 

K= 4,81 кВт/м²·К

=K·Δt=4,81·7,77= 37,37 кВт/м²

α₂= 14,84 кВт/м²·К

Dq = (q’-q’’)/q’’

Dq =(41,41-37,37)/37,37 = 0,11>0,05

 

Итерация 3

 

 

Полагаем α₂= 14,84 кВт/м²·К

 

K= 4,69 кВт/м²·К

q=K·Δt=4,69·7,77= 36,4кВт/м²

α₂=12.97 кВт/м²·К

Dq = (q’-q’’)/q’’

Dq =(37,37-36,4)/36,4 = 0.03<0.05

 

ИТОГО принимаем α`_2и= 12.97 кВт/м²·К

Результаты итерационного расчета коэффициента теплоотдачи от стенки трубы к рабочему телу приведены в таблице 1.1

 

Таблица 1.1 - Результаты итерационного расчета коэффициента теплоотдачи от стенки трубы к рабочему телу

	На выходе рабочего тела из испарительного участка			На входе рабочего тела в испарительный участок
ИТЕРАЦИЯ	1	2	3	1	2	3
, м^2×К/кВт 20
К, кВт/ м^2×К	6,37	6.36		5,33	4,81	4,69
q, кВт/ м^2	249,32	249,18		41,41	37,37	36,4
Dq, %	1	0,001		1	0,11	0,03
a2, кВт/ м^2×К	49,86			14,19	13,21	12,97