Dampferzeuger Projekt

[salvatore87]

Hallo alle kämpfen mit der Leimung eines Dampferzeugers, für eine Konzentrationsanlage mit 10mw Peak parabolic Spiegel. das Thermovektorfluid ist diathermisches Öl, während die Eingangstemperatur in der Dampfturbine 400°C beträgt. basierend auf diesen Daten I bestimmt die Temperatur des Ölein- bzw. -ausgangs vom Generator 415c bzw. 330c und der Wassereintrag von 53c. Ich berechnete die Leistung zum Handel zwischen den beiden Flüssigkeiten
25,88mw. an dieser Stelle die einzigen fehlenden Daten zur Berechnung der erforderlichen Oberfläche ist der Gesamtkoeffizient des Wärmeaustausches. dazu trennte ich die Transformationen im Dampferzeuger in drei Stufen:
1) Flüssigkeitsheizung bis zum p=30 bar (Inletdruck in Turbine)
2) Verdampfung t = 235c
3)superheater
für jede dieser Phasen berechnete ich den globalen Wärmeaustauschkoeffizienten, der die einzige Präsenz der Konvektion unterschätzte.
die ermittelten Werte wie folgt waren: 53.9w/m^2 k;58.6 w/m^2 58.9w/m^2 Ich möchte wissen, ob diese Werte plausibel sind!

 

[paulpaul]

Hi.
Ich hätte eine etwas niedrigere k am Heizer erwartet, da eine der beiden Fluide in Dampfphase ist und eine höhere am Verdampfer, da eine der beiden Fluide einer Phasentransformation unterzogen wird. Wie haben Sie k berechnet?

 

[salvatore87]

ks wurden durch die Theorie der natürlichen Konvektion berechnet und vernachlässigt die Auswirkungen der Führung durch die Wände des Rohres. In der Praxis habe ich für jedes Fluid eine Geschwindigkeit eingestellt, und aus diesem Wissen über den Fluss berechnete ich die Anzahl der Reynolds, die in allen Fällen turbulent war. nachdem ich die Zahl der Nusselt durch eine empirische Formel für nu=f (re,pr) turbulent fließt und schließlich k=nu* Wärmeleitfähigkeit/dh (hydraulischer Durchmesser, von der Durchgangsfläche abgeleitet).
n.b die k relativ zum Verdampfer I berechnete sie unter Berücksichtigung nur der Konvektion für die äußere Seite (Ölseite), da innerhalb eine Phasenpassage und daher Hi (Förderkoeffizient) sehr groß ist. Dies bedeutet, dass k=1/(1/he+1/hi) etwa gleich ist.

Datenortöl = 15 kg/s, Wasserstrom = 8,6 kg/s, v_olio = 1m/s, v_water = 0,5 m/s

 

[salvatore87]

jedoch diathermisches Öl bei diesen Temperaturen (415-330) in Dampfphase,
Deshalb ist k niedrig!

 

[paulpaul]

Tschüss!
Als Reaktion auf Sie letzte Nacht sah ich nicht gut auf die Ölbohrer, da typischerweise bei Verwendung als Thermovector-Flüssigkeit es neigt nicht zu verdampfen, da sein Hauptvorteil über Wasser ist seine höchste Siedepunkt auch in ungepressten Schaltungen: "typisch" haben Sie wahrscheinlich eine andere Anwendung.
besser verstehen (ich bin auch neugierig :smile Ich möchte wissen, wie dieser Dampferzeuger gemacht wird: Wenn ich nicht wusste, dass es eine "Wasserrohr"-Konfiguration mit Zwangsdurchgang war, mit diathermischem Öl Außenrohren mit geringer Geschwindigkeit? aber hat das Öl eine Phasentransformation im Generator oder tritt ein und kommt als Dampf heraus?

 

[salvatore87]

der betreffende Generator Unterschiede bezüglich des Brenners eines klassischen Dampfsystems aufweist. in dieser Situation, wie am Anfang angegeben, sind wir in Anwesenheit einer Pflanze mit parabolischen Spiegelkonzentration. Es gibt also keine Verbrennungsgase, sondern diathermisches Öl, das dem Wasser die Wärme verleiht. das betreffende Öl einen Siedepunkt von 250c hat, also in 330 Grad bereits in den Zustand des Dampfes eintritt. Es ändert sich, wenn geschmolzene Salze anstelle von Öl verwendet werden, die höhere Temperaturen (550 c) erreichen können und so eine höhere Ausbeute erzielen können.

 

[salvatore87]

in diesem pdf finden Sie das Schema eines Generators für diese Anwendung verwendet.

 

[paulpaul]

Danke! Ich bin bis morgen weg, dann sehe ich uns an!

 

[paulpaul]

Komm zurück.

zusammenfassend, um zu sehen, ob ich verstehe (diese Informationen muss ich neu berechnen k):

- das Öl bleibt immer in Dampfphase
- die drei Austauscher (Economizer, Verdampfer und Überhitzer) sind alle Rohrbalken mit wasserseitigen Rohren
- die Strömung in den Austauschern wird immer gekreuzt
- Ja. Wie wird der Öldampf zirkuliert?
- die Geschwindigkeiten, die Sie geschrieben haben, welche Basis Sie zugewiesen haben? Sind sie für alle Wärmetauscher gleich?
- Ist der Verdampfer im natürlichen Kreislauf mit vertikalen Rohren?

Ich versuchte, die Austauschdiagramme auf den drei Austauschern zu verfolgen: bestätigen Sie sie?

- Economizer:
= 6338 kw
Wasser: Zinn = 53 °C tout = 235 °C
Öl: Zinn = 351 °C - tout = 330 °C

- Verdampfer:
q = 15446 kw
Wasser: Zinn = Tout = 235 °C
Öl: Zinn = 402 °C - tout = 351 °C

- Überhitzung
= 3646 kw
Wasser: Farbstoff = 235 °C - tout = 400 °C
Öl: Zinn = 415 °C - tout = 402 °C

- sollte Öl nicht durch einen höheren Siedepunkt ersetzen (so dass es gibt) und eine der beiden immer flüssigen Flüssigkeiten haben? Ich kenne das System jedoch nicht stromaufwärts und alle Bedürfnisse;

- der Koeffizient an den Außenseitenrohren berechnete ihn nach einer empirischen Korrelation nu = f(re, pr) für Rohrzähler?

Wir aktualisieren!

 

[salvatore87]

perfekt auf alles.
ps.
-der Öldampf zirkuliert fast sicher dank einer Pumpe, die im Solarsystem eingesetzt wird.

- Die Geschwindigkeiten, die ich mit dem Ziel zugewiesen habe, die Lastverluste zu reduzieren, aber ich habe hierzu kein Handbuch konsultiert. Eines ist jedoch sicher, wenn ich die Geschwindigkeit erhöhen werde ich sicherlich eine Erhöhung der Konvektion (Fluss noch turbulenter = höhere Wärmetausch) haben, aber ich muss eine größere Prävalenz für die Flüssigkeit bieten. Die Geschwindigkeiten sind für die drei Austauscher gleich.

Ich kann Ihnen nicht viel über den Verdampfer sagen, das einzige Muster, auf das ich mich verlassen kann, ist, was ich Ihnen geschickt habe. In diesem Fall ist der Verdampfer horizontal und natürliche Zirkulation glaube ich.

- Ja. Das einzige kompatible Öl habe ich gefunden! (Ich schicke Ihnen das technische Blatt) auch wenn das maximal empfohlene 400c ist. Ich suchte nach anderen Ölen mit höheren Arbeitstemperaturen, aber die einzigen Flüssigkeiten, die ich gefunden habe, sind geschmolzene Salze (in der Spezifikation des Projekts soll Öl verwendet werden).

- die Formel ist nu=0.023*(re)^0.8*(pr)^0.4 verwendet, wenn die Strömung turbulent ist (in allen Fällen untersucht).

Vielen Dank für Ihre Neuigkeiten!

 

[paulpaul]

Hallo! Leider habe ich in diesen Tagen nicht viel Zeit, aber ich bringe Sie hier unter einigen meiner Überlegungen, die sofort in den Sinn kommen:

1. wenn das Öl immer in der Dampfphase bleibt, müssen Sie cmq vorhersagen, dass ein Kompressor, um es zu zirkulieren, und dann bringen Sie es auf einen bestimmten Druck; wenn es Flüssigkeit ist, ist eine Pumpe erforderlich. Ich glaube nicht, dass die natürliche Zirkulation innerhalb von Rohren möglich ist, die das Solarfeld mit dem gv verbinden: Sie müssen genug Druck haben, um Lastverluste zu gewinnen. Sie würden auch den Wärmeaustausch verbessern.

2. Lesen in Ihrem d/s, "basta" erhöhen Öldruck auf 11,32 bar und erhalten eine Sättigungstemperatur von 405 °C. Es ist ein wenig niedrig für den Dampfkreislauf, den Sie entworfen haben, aber vielleicht finden Sie auf dem Netz Flüssigkeiten, die bei Drücken um die 5-10 Bars sind noch Flüssigkeiten bei 415 °C oder niedriger die Dampftemperatur am Eingang der Turbine.

3. Wenn Sie es flüssig halten, haben Sie eine einfachere Maschine (pompa), die "ausdrückt" weniger Energie als ein Kompressor (ich würde sagen, dass eine "Vite" in diesem Fall geeignet sein könnte) zu gleichen Durchflussraten und vorherrscht, würden Sie konvektive Wechselkurskoeffizienten verbessern und die Austauscher (Minorvolumen) vereinfachen.

sagte, wir bleiben im Bereich des Öls in der Dampfphase: Wenn der Kessel im natürlichen Kreislauf ist, würden sie die Anteile der thermischen Kräfte zwischen Verdampfer und Economizer ändern.

es gibt externe Flussberichte über Rohre (vgl. kays & london, incropera.. .oppure sucht auf google "Fluss über Rohrbanken" oder sogar Korrelation von zhukauskas), die es Ihnen ermöglichen, die externe Konvektion auf Rohrzählern zu behandeln und finden ihn in dieser Konfiguration.
für den inneren Fluss ist eine einfache Beziehung Typ dittus boelter. bestimmt die Anzahl der Rohre, wenn man bedenkt, dass eine durchschnittliche Geschwindigkeit in ihnen von 2-3 m/s, wenn Sie flüssiges Wasser haben, oder ich würde sagen, max 20 m/s, wenn in Dampfphase. dann müssen Sie auf der Länge spielen, um den Wärmeaustausch in Betracht zu ziehen.
in beiden Fällen (interner und äußerer Einfluss) Ich würde sagen, dass Sie in Zwangskonvektion sind und gezwungen sind.

Lassen Sie mich etwas wissen, ich kann nur gelegentlich verbinden!

 

[paulpaul]

besser ein Punkt: Wenn der Kessel im natürlichen Kreislauf ist, ist die Bewegung des Zweiphasen-Wasser-Dampf-Gemisches im Verdampfer auf die natürliche Konvektion (Densitätsunterschiede) zurückzuführen und daher ist es schwierig, eine Geschwindigkeit aufzuzwingen. Es ist ein zweiphasiger Fluss, der schwer zu formen ist. Ich würde mich darauf beschränken, die k (von ihm angetrieben und möglicherweise Leitung der Rohrwand) und damit die Oberfläche des Austausches des Verdampfers unter Berücksichtigung der delta t Medium log.
Ich denke, die Größe des Verdampfers ist zu spezialisiert (zumindest für mich!) :smile:
für den Heizer statt in allen Fällen würde ich Zwangskonvektion, Monophasenfluss, wie oben erwähnt betrachten.

 

[salvatore87]

dann mit Ihren Indikationen Ich kam zu folgenden Ergebnissen:
-Economizer: er=196,3(w/m^2/k) hi=17038
-Verdampfer: he=277,02(berücksichtigt nur die äußere Seite)
-Heizer: he=289,7 hi=8,070(dieser letzte Wert scheint etwas niedrig!! I verwendet ein pr=1,969)

n Ich habe einen Außendurchmesser der Rohre von 51mm und Dicke von 7mm (für alle 3 Komponenten) und eine Ölgeschwindigkeit von 1m/s, in Bezug auf den hydraulischen Durchmesser auf der Ölseite I einen Schritt von 76mm zwischen den Rohrdateien hypothetisiert, und ich verwendete Formel 4(Passbereich)/Perimeter

 

[salvatore87]

Rezitieren!! Ich habe die Konten gemacht und bekommen einen Hi-Koeffizienten des Überhitzers gleich 1002.5!!! Ich schicke Ihnen die Datei mit den thermodynamischen Eigenschaften, die ich im Falle der Heizung berücksichtigt habe.

 

[paulpaul]

Hi.
die Röhren scheinen groß und vor allem zu dick.. .Sie sollten diese Dicken nicht benötigen (Sie haben nur 30 Bars, und schlechter laufen).
Ich versuchte, einige Konten auf den Economizer und Hypothesize ein Rohrbündel zu machen ich eine sehr geringe Anzahl von Reynolds (ohne Berechnungsfehler) in vollem laminarem Fluss (um zu vermeiden). Vielleicht ist es besser, an andere Geometrie zu übergeben: Ihr hi = 17038 w/m2°c, wie Sie es berechnet haben? Wie viele Rohre? Welche Geschwindigkeit?

 

[salvatore87]

Vielleicht fand ich heraus, wo ich bei der Berechnung falsch lag. der hydraulische Durchmesser muss im Vergleich zur Gesamtdurchtrittsfläche berechnet werden (Röhrebereich*n.tubi) richtig?

 

[paulpaul]

Ja, Gesamtfläche = ntubi*atubo. Korrekturen sollten jedoch auf den dtubo angewendet werden.

In der Praxis müssen Sie für Versuche gehen. eine niedrige Geschwindigkeit reduziert Ihre Lastverluste, aber gleichzeitig macht Ihr Wärmeaustausch schlechter. Wir müssen, wie immer, einen Kompromiss zwischen Austausch, Verlust, Belastbarkeit und Wirtschaft suchen.

ein Rohrbündel besteht in der Regel aus einigen Dutzend Rohren, die in diesem Fall extrem klein wären, mit laminarer Strömung innen. Wahrscheinlich könnte eine Schlauchlösung im Rohr zumindest für den Economizer bevorzugt sein. Ich habe keine gründlicheren Berechnungen vorgenommen. Sie könnten versuchen, mit etwa zwanzig Röhren zu sehen, was der Austausch zu Ihnen kommt, das ist die Strahllänge.

 

[salvatore87]

dann mit de=51mm, 50 Röhren und Fluss =8,598 kg/s Geschwindigkeit 4m/s kommt aus einer Länge von 25m des Strahls, vielleicht ist es auch!

 

[paulpaul]

für die erste Berechnung hatte ich ein Konto falsch: Ich hatte die Viskosität des Wassers falsch mit drei Größenordnungen eingefügt! :smile:

Ich habe wieder alles getan, vorausgesetzt, ich habe 7 Rohre 32x3. mi ist hi = 17500 w/m2 °C und ein Lastverlust von 0,017 bar/m.

Ich stecke xls an, wo Sie einige Tests mit unterschiedlichen Geometrien durchführen können: Ich habe es aus einem anderen xls Blatt extrahiert, das ich schon hatte, ich hoffe, ich habe keine Fehler gemacht!

Für ihn ist die Korrelation von zhukaskaskas gültig, wie ich Ihnen vielleicht schon gesagt hatte, indem ich perfekt auf dem Röhrenbalken gekreuzt, ohne "kollaterale" Ströme: Ich denke, dass es für das, was du bestimmen musst, gut geht. Sie finden in der Literatur der Korrelationen, die die reale Geometrie des Austauschers berücksichtigen: Zum Beispiel auf der Hand des mechanischen Ingenieurs hoepli ist das Thema gut behandelt, ich hatte die Matlab-Berechnungsschema vor langer Zeit umgesetzt und ich habe es verwendet, um drei Wasser/Gas-Rohrbündel mit ausgezeichneten Ergebnissen bezüglich der Vorhersage von Ausgangstemperaturen zu entwerfen.

 

[salvatore87]

entschuldigen Sie, aber mit Ihren Daten, würde eine Strahllänge von 383 m nur für den Economizer!! ist machbar wie was?