Закрытое
акционерное общество
Научно-производственная
фирма Центральное конструкторское бюро арматуростроения
ЗАО "НПФ ЦКБА"
РУКОВОДЯЩИЙ
ДОКУМЕНТ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО
РАСЧЕТУ КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ТЕПЛООБМЕНА ДЛЯ ЗАДВИЖЕК
РД 26-07-38-2001
СОГЛАСОВАНО
Председатель ТК-259
Госстандарта России
М.И. Власов
06.07.2001 г
|
|
уТВЕРЖДАЮ
Генеральный
директор
ЗАО
«НПФ ЦПКБА»
В.А.Айриев
05.07.2001
г.
|
Дата
введения «01 » октября 2001 г.
Содержание
1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Настоящий руководящий документ распространяется на задвижки,
предназначенные для установки в системах атомных электростанций, опытных и
исследовательских ядерных реакторах, в системах и установках химических,
нефтехимических и других производств с максимальным рабочим давлением до 20 МПа
(200 кгс/см2) и с температурой рабочей среды до 873К (600°С) и
устанавливает порядок определения количественных характеристик теплообмена для
задвижек DN от 100 до
800 мм включительно, для сред: пар, вода, воздух, азот, гелий, нефтепродукты.
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
b
- характерный геометрический размер (высота или диаметр), м;
τ
- время, с;
t
- температура, °С;
Т - температура, К;
tc - температура поверхности, ºС;
tж
- температура жидкости, газа, °С;
jJ -
избыточная температура, ºС;
V
- объём, м3, или обьёмный расход, м3/с;
w - скорость, м/с;
g - ускорение силы тяжести, м/с2;
β
- температурный коэффициент объёмного расширения, 1/°C, 1/К;
ν - коэффициент кинематической
вязкости, м2/с;
λ - коэффициент
теплопроводности, Вт/м·ºС;
а - коэффициент температуропроводности, м2/с;
С- коэффициент излучения, Вт/м2·К4;
ε
- степень черноты;
bП - скорость изменения температуры
рабочей среды в проточной
части задвижки, К/с;
bГ - скорость изменения температуры
рабочей среды в зоне
горловины задвижки, К/с;
αП
- коэффициент теплоотдачи в проточной части задвижки, Вт/м2·К;
α1-
коэффициент теплоотдачи в зоне горловины задвижки, Вт/м2·К;
α2 - коэффициент
теплоотдачи под крышкой в зоне горловины
задвижки, Вт/м2·К;
αi - коэффициент теплоотдачи на
наружной поверхности, Вт/м2·К;
αЛ-
коэффициент теплоотдачи излучением, Вт/м2·К;
αк- коэффициент теплоотдачи
конвекцией, Вт/м2·К;
αТ
- коэффициент теплоотдачи с торцевой поверхности арматуры,Вт/м2·К;
КРИТЕРИИ ПОДОБИЯ
Re = w·β/ν - критерий
Рейнольдса;
Рr
= μ·ср
/λ= ν/a - критерии Прандтля;
Nu
= α·β/λ - критерий
Нуссельта;
Gr=g·β·Δt·b3/J - критерий Грасгофа
2. НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
В настоящем руководящем документе использованы ссылки на
следующие руководящие документы и стандарты:
РД 302-07-122-89 «Методика расчёта температурных полей арматуры для
сред с температурой 873 К (600°С)»;
СТП 07.81-634-96 «Методические указания по проведению
теплового расчета задвижек для АЭС»;
РД 26-07-25-97 «Методика расчёта температурных полей
трубопроводной арматуры»;
РД 26-07-31-99 «Методические указания по расчету
количественных характеристик теплообмена в арматуре клапанного типа»;
Общие технические требования «Арматура для оборудования и
трубопроводов АЭС» (ОТТ-87).
3.ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
3.1. Расчёт количественных характеристик теплообмена
(коэффициент теплоотдачи на внутренних и наружных поверхностях арматуры и
скорости изменения температуры рабочей среды) производится с целью определения
исходных данных для теплового расчета, выполняемого по программе на ПЭВМ в
соответствии с РД 26-07-25-97.
3.2. Рассчитываются следующие количественные характеристики:
а) коэффициент теплоотдачи в проточной части арматуры (на
входе) для заданной скорости движения рабочей среды по формулам теплообмена для
определённых режимов течения и типа рабочей среды;
б) коэффициенты теплоотдачи (локальные) по внутренней
поверхности зоны горловины;
в) коэффициенты теплоотдачи с наружных поверхностей при
различных условиях эксплуатации, в том числе нормальных условиях эксплуатации
(НУЭ), нарушении нормальных условий эксплуатации (ННУЭ).
г) расчёт скорости изменения температуры рабочей среды в
зоне горловины по заданной скорости изменения температуры рабочей среды в
проточной части арматуры.
3.3. Расчёт количественных характеристик теплообмена
выполняется при наличии всех исходных данных, приведённых в разделе 4.
Расчету
предшествует составление расчётной тепловой модели.
4. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
4.1 Для проведения расчета количественных характеристик
теплообмена необходимы следующие данные:
а) температурное поле арматуры на начальный момент времени τ = 0, К;
б) закон изменения температуры рабочей и окружающей сред;
в) Тн-температура рабочей среды на
начальный момент времени τ
= 0, К;
г) Тк -температура рабочей среды на конец
нестационарного режима, К;
д) b
-скорость изменения температуры рабочей среды в проточной части К/с;
е) ta
-температура окружающей среды, К;
ж) геометрические размеры расчётного изделия, м;
и) марки материалов деталей;
к) расход рабочей среды м3/час;
л) l- коэффициент теплопроводности материалов деталей,
вт/м К;
м) ν-
кинематическая вязкость сред (рабочей и окружающей), м2/с.
5. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОВЕДЕНИЮ РАСЧЕТА
КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ТЕПЛООБМЕНА ДЛЯ ЗАДВИЖЕК
5.1. Выбор начальных условий расчёта.
5.1.1. При проведении теплового расчёта за начальные условия
следует принять температурное поле на начальный момент времени τ = 0.
Если на момент времени τ = 0 температура рабочей среды равна
температуре окружающей среды, то температурное поле задвижки на начальный
момент времени принимается одинаковым во всех точках и равным температуре
окружающей среды.
Если на момент времени τ = 0 температура рабочей среды не равна
температуре окружающей среды, то начальное температурное поле задвижки
принимается по расчёту соответствующего стационарного распределения температур.
5.2. Расчёт коэффициента теплоотдачи от рабочей среды к
внутренней поверхности проточной части
Расчёт коэффициента теплоотдачи от рабочей среды к
внутренней поверхности проточной части задвижки
(на входе) производится по формуле:
где l - коэффициент теплопроводности рабочей среды, Вт/м·К;
d - диаметр входного патрубка, м;
Nu - критерий Нуссельта, определяемый в зависимости от
характера рабочей среды и режима её течения по соответствующим формулам.
5.2.1. Формулы для жидких сред
при различных режимах течения в трубах [1, 2]:
а) ламинарный режим течения, когда 1/d >10; Reж>10
Nuж = 1,4(Reжd/1)0,4·Prж0,33·(Prж/Prc)·0,25
|
(2)
|
где Nuж
= aПd/lж
; Reж
= w·d/ν; Prж=νжаж
; Prс
= νс
/aс;
ν
- коэффициент кинематической вязкости рабочей среды, м2/с;
Рrж,
Рrc
- критерий Прандтля для жидкости и стенки соответственно;
1 - характерный геометрический размер - длина
участка, м;
w-
скорость движения рабочей среды (жидкости), м/с;
а - коэффициент температуропроводности рабочей среды
(жидкости) , м2/с;
a,
ν, Pr, - выбираются по
справочной литературе.
Индексы "ж" и "с"
означают, что физические свойства выбираются по средней температуре жидкости и
стенки соответственно.
За определяющую температуру принимать среднюю температуру
жидкости tж
(рабочей среды).
б) турбулентный режим течения, когда 1/d >50; Reж=1·104...5·106
Nuж= 0,021Reж0,8·Prж0,43·(Prж/Prc)0,25
|
(3)
|
5.2.2. Формулы для газообразных сред при различных характерах течения в
трубах:
а) ламинарный режим течения
б) турбулентный режим течения
5.3. Расчёт коэффициента теплоотдачи
от рабочей среды к внутренней поверхности горловины
Расчёт коэффициента теплоотдачи в
горловине задвижки производится по формуле:
aГ = K1´aП
где К1 - поправочный коэффициент для
проточной части и различных участков горловины (рисунок 1).
Выбор поправочного коэффициента производится по таблице 1 в зависимости от параметров режима, используемой рабочей
среды. Значения К1 были определены по результатам
расчётно-экспериментальных исследований количественных характеристик
теплообмена для задвижек. Приведены в приложении А.
Значения поправочного коэффициент К1 для
проточной части и зон горловины задвижки
Таблица 1
Определяющие параметры
|
Зона проточной части
|
Зона горловины
|
Зона горловины (под крышкой)
|
Рабочая среда
- жидкость. Заданная скорость изменения температуры рабочей среды в проточной
части:
150 £ bП £ 300°С/ч
10
£ bП £ 100°C/c
|
1,0
1,0
|
0,5
1,4
|
0,5
1,4
|
Рабочая среда - газ. Заданная скорость изменения
температуры рабочей среды в проточной части
150 £ bП £ 300°С/ч
10
£ bП £ 100°C/c
|
1,0
1,0
|
0,5
0,5
|
0,5
1,4
|
I - проточная
часть
II - зона горловины
III - зона
горловины под крышкой
Рис.
1. Схема определения коэффициентов теплопередачи.
5.4. Расчёт коэффициентов
теплоотдачи с наружных поверхностей задвижки.
5.4.1. Расчёт при нормальных условиях эксплуатации
5.4.1.1. Коэффициент теплоотдачи на наружной поверхности
трубопроводной арматуры ai
определяется как сумма коэффициентов теплоотдачи излучением aл
и конвекцией aк.
5.4.1.2. Коэффициент теплоотдачи излучением aл
рассчитывается по формуле:
aл =[Coε(Тi /100)4 - (Ta/100)4]:(Ti-Ta)
|
(8)
|
где Ti = tw +
273 - абсолютная температура изделия или его ступени (части), К;
Та = tа + 273 - абсолютная температура окружающей
среды, К;
t a - температура окружающей
среды, °С;
tw-
средняя температура изделия или ступени, °С. Определяется как 1/2 суммы
температур рабочей и окружающей сред (по экспериментальным или расчётным
аналогам);
с - 5,77 Вт/м2К - коэффициент
лучеиспускания абсолютно чёрного тела;
e - степень черноты излучающего тела.
5.4.1.3. Коэффициент теплоотдачи конвекцией aĸ
рассчитывается по формулам:
aкi =Nui lв /di
|
(9)
|
Nui=c(Cr Pr)n
|
(10)
|
Gr=b·g·bi3·J
/ν2
|
(11)
|
J = tw - ta - избыточная температура, К
|
(12)
|
где bi -характерный или определяющий размер (высота или диаметр),
м;
g = 9,8 м/с2 - ускорение силы тяжести;
b = 1/ta+273 - коэффициент объёмного расширения воздуха,
1/град.
5.4.1.4. Коэффициенты "с" и "n" в формуле (10) являются функцией Gr·Pr и выбираются в зависимости от численного значения этого
аргумента и положения арматуры. Их значения приведены в таблице 2.
Таблица 2
Значения комплекса Gr·Pr
|
Козффицненты
|
Примечания
|
с
|
n
|
5-102<Gr·Pr<2·107
|
0,50
|
0,25
|
При горизонтальном расположении арматуры. Режим
ламинарный, характерный размер - диаметр.
|
5 102<Gr·Pr<2·107
|
0,76
|
0,25
|
При вертикальном расположении арматуры. Режим
ламинарный, характерный размер - высота.
|
2-!07<Gr·Pr<1·1013
|
0,15
|
0,33
|
При вертикальном расположении арматуры. Режим
турбулентный, характерный размер - высота.
|
5.4.1.5. Значения физических
параметров, входящих в формулы (9), (10), (11)
выбираются по температуре окружающей среды tа, из справочной литературы [1, 2, 5...
8].
5.4.1.6. Для ступеней с характерным размером теплообменной
поверхности "b"
от 10 до 200 мм коэффициент aк, можно брать из графиков на рисунках 2, 3, 4, 5, 6. При вертикальном расположении арматуры «b» - это высота ступени
или изделия; при горизонтальном - диаметр.
5.4.1.7. Коэффициент теплоотдачи с торцевой поверхности арматуры
определяется так же, как и ai (7). Полученное по формуле (9)
значение коэффициента теплоотдачи конвекцией необходимо увеличить на 30%, если
теплоотдающая поверхность обращена кверху, и уменьшить на 30%, если вниз. В
качестве определяющего размера для коэффициента теплоотдачи с торцевой
поверхности aT
берётся наружный диаметр торцевой части изделия.
5.4.2. Расчет коэффициентов теплоотдачи с наружных поверхностей
задвижки в условиях аварии (АР). Возможны 2 варианта теплоотдачи:
5.4.2.1. Теплоотдача при турбулентном режиме, когда скорость
движения паровоздушной смеси (окружающая среда) равна ω £
20 м/с, рассчитывается по зависимостям:
Рис. 2. Зависимость αк
от ν при температуре воздуха ta для комплекса Gr·Pr от 5·102 до 2·107; с = 0,76; n = 0,25 (при вертикальном расположении конструкции).
Рис. 3. Зависимость aк
от n при температуре
воздуха ta
=50ºС для комплекса Gr·Pr от 5·102 до 2·107; с = 0,76; n = 0,25 (при вертикальном расположении конструкции).
Рис. 4. Зависимость aк от n при температуре воздуха ta = 20ºС для комплекса Gr·Pr от 5·102 до 2·107; с = 0,5; n = 0,25 (при горизонтальном расположении конструкции).
Рис.5. Зависимость aк от n при температуре воздуха ta =50ºС для комплекса Gr·Pr от 5·102 до 2·107; с = 0,5; n = 0,25 (при горизонтальном расположении конструкции)
.
Рис. 6. Зависимость aк
от n при температуре
воздуха ta
=20ºС для комплекса Gr·Pr от 2·107 до 1·1013; с = 0,15; n = 0,33 (при вертикальном расположении конструкции).
Nu = 0,28·Reж0,6 ·Prж0,36
·(Prж/Prс)0,25
|
(13)
|
где (Prж/Prс)0,25-
множитель, представляющий собой поправку, учитывающую зависимость физических
свойств рабочей среды от температуры;
Re,
Pr -рассчитываются аналогично указаний раздела 5.2. За определяющую температуру tж принимается
заданная температура окружающей среды, а определяющий размер Н - высота
изделия.
Индексы "ж" и "с" означают,
что физические свойства рабочей среды (ν, Pr, λ,)
выбираются по средней температуре рабочей среды Тж и
температуры внутренней поверхности стенки Тс.
5.4.2.2. Теплоотдача при естественной конвекции при
температуре окружающей среды (паровоздушной смеси) 100< ta < 180°С
производится по зависимостям раздела 4 и 5; коэффициент теплоотдачи конвекцией при tа = 100°C и ta =
180ºC может быть определён из
графиков на рисунках 7, 8.
5.5. Расчёт скорости изменения
температуры рабочей среды в расчётной зоне теплообмена
Расчет производится по формуле:
где bП - скорость изменения температуры рабочей
среды в проточной части (на входе) арматуры, К/с . Задается в техническом
задании на проведение теплового расчёта;
К2 - поправочный коэффициент для различных
зон проточной части и горловины. Выбор поправочного коэффициента К2
производится по таблице 3 в зависимости от
скорости изменения температуры рабочей среды в проточной части задвижки и вида
среды.
6. ТЕПЛОВАЯ МОДЕЛЬ
Тепловая модель задвижки составляется согласно выбранному методу
расчёта. При использовании метода конечных разностей соблюдать рекомендации,
содержащиеся в РД 26-07-25-97 "Методика расчёта температурных полей
трубопроводной арматуры". Тепловые модели двух типов задвижек (для газа и
жидкости) представлены на рисунках 9 и 10.
Таблица 3
Значения поправочного коэффициента К2 для проточной
части и зон горловины задвижки
Определяющие параметры
|
Зона проточной части
|
Зона горловины
|
Зона горловины(под крышкой)
|
Рабочая среда - жидкость. Заданная скорость изменения температуры
рабочей среды в проточной части задвижки
150 £ bП £ 300°С/ч
10 £ bП £ 100°C/c
|
1,0
1,0
|
1,0
1,0
|
1,0
1,0
|
Рабочая среда - газ. Заданная скорость изменения
температуры рабочей среды в проточной части задвижки
150 £ bП £ 300°С/ч
10 £ bП £ l00°C/c
|
1,0
1,0
|
0,5
1,0
|
0,5
1,0
|
Рис.7. Зависимость коэффициента теплоотдачи aк с наружных
поверхностей арматуры при свободно-конвективном теплообмене с окружающей средой
(паром) от избыточной температуры ν. Температура окружающей среды ta
= 100ºC.
Рис. 8. Зависимость коэффициента теплоотдачи
aк с наружных поверхностей арматуры при свободно-конвективном теплообмене
с окружающей средой (паром) от избыточной температуры n.
Температура окружающей среды ta = 180ºC.
Рис. 9. Тепловая
модель задвижки Л13189-200 (Рабочая среда - жидкость)
Рис. 10. Тепловая
модель задвижки Л13149-200 (Рабочая среда - газ)
Первый заместитель генерального
директора
ЗАО «НПФ ЦКБА»
|
Ю.И.
Тарасьев
|
Заместитель генерального
директора-
Главный конструктор ЗАО «НПФ ЦКБА»
|
В.В.
Ширяев
|
Начальник отдела стандартизации 121
|
Г.И. Севастьянихин
|
Начальник лаборатории 154
|
В.В.Никитин
|
Начальник сектора
|
Г.И.Сергевнина
|
Ведущий инженер-исследователь
|
Н.С.Косых
|
Инженер-исследователь 1 категории
|
М.А.Платонова
|
ПРИЛОЖЕНИЕ А (рекомендуемое)
РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЁТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ КОЛИЧЕСТВЕННЫХ
ХАРАКТЕРИСТИК ТЕПЛООБМЕНА ДЛЯ ЗАДВИЖЕК
В результате экспериментально-расчётных работ по
исследованию теплового состояния задвижек, в том числе и количественных
характеристик теплообмена, были получены значения коэффициента теплоотдачи по
периметру задвижки [СТП 07.81-634-96]. Значения коэффициентов теплоотдачи
представлены на рисунке А.1 и в таблице А.1.
В работе [3,4] исследовалось изменение скорости разогрева
рабочей среды в проточной части задвижки bпр и в горловине задвижки bГ (график на
рисунке А.2). Были предложены соотношения К2
= 0,2...0,5.
Очевидно, что выполнение тепловых расчетов задвижек с
заданием тринадцати значений коэффициентов теплоотдачи в горловине aг
по рисунку A.1
крайне трудоёмко и часто нецелесообразно.
Практика выполнения тепловых расчётов трубопроводной арматуры,
в том числе и задвижек, показала возможность унифицировать ранее полученные
значения К1 и К2.
В таблице А.2 и A.3 представлены результаты тепловых расчётов задвижек
Л13189-200 (рисунок 9) и Л13149-250 (рисунок 10). Расчёты выполнены методом конечных
разностей с заданием различных коэффициентов местной теплоотдачи aг,
и скоростей разогрева bГ в пределах максимального и минимального значений,
рекомендованных в работах [СТП 07.81-634-96; 3,4]. Условия и параметры тепловых
режимов представлены в таблицах А.2 и А.З.
Для задвижки по чертежу Л13189-200, предназначенной для
жидкой рабочей среды, и для задвижки по чертежу Л13149-250, предназначенной для
газа, были выполнены расчёты в девяти тепловых режимах.
За критерий в оценке влияния изменения принимаемых
количественных характеристик теплообмена К1 и К2 на
температурное поле задвижек были выбраны значения максимальных перепадов
температур во фланцевом соединении: D t4-2 -радиальный
перепад, D t1-.3 -
осевой перепад, D tст -
перепад по стенке горловины.
На основании выполненных тепловых
расчётов и данных таблиц А.2 и А.З можно сделать следующие выводы:
Рис. А.1 Схема определения
коэффициентов теплоотдачи
Таблица А.1
Местные
коэффициенты теплоотдачи
|
a1
|
a2
|
a3
|
a4
|
a5
|
a6
|
a7
|
a8
|
a9
|
a10
|
a11
|
a12
|
a13
|
К1
|
1,0
|
0,7
|
0,2
|
0,3-0,4
|
0,4-0,5
|
0,3
|
1,2 - 1,4
|
0,3
|
0,4
|
0,5
|
0,15-0,2
|
1,5-2
|
1. Для задвижек, предназначенных для газа, в пределах изменения
скорости разогрева 150 £ bпр £ 300ºС/ч и значения
коэффициента теплоотдачи в проточной части a < 3500 вт/м2 ºС принимать
одинаковые значения К1=0,5 в горловине (зона цилиндрической
образующей) и под крышкой (таблица 1 и рисунок
1).
2. Для задвижек, предназначенных для газа, в пределах
изменения скорости разогрева. 10 £ bпр£
100° С/с и значения коэффициента теплоотдачи aпр < 3500 вт/м2 °С принимать К1=1,4
в горловине (зона цилиндрической образующей) и К1= 0,5 -под
крышкой (таблица 1).
3. Для задвижек, предназначенных для жидкой рабочей среды,
независимо от скорости разогрева рабочей среды (75 £ bпр£
300° С/ч) при aпр
> 3500 вт/м2 °С, принимать К1 = 0,5 по всей
горловине (таблица 1).
4. Для задвижек, предназначенных для жидкой рабочей среды, в
пределах изменения скорости разогрева 150 £ bпр£
300°С/ч и скорости 10 £ bпр £ 100ºC/c принимать К2=1 (таблица 3) по всей зоне горловины.
5. Для задвижек, предназначенных для газа, при малых
скоростях разогрева рабочей среды (в пределах 150 £ bпр£
З00ºС/ч)
принимать в горловине К2 = 0,5 (график на рисунке А.З).
6. Для задвижек, предназначенных для газа, при скоростях
разогрева рабочей среды в пределах 10 £ bпр£
100°С/с принимать в горловине К2 = 1,0 (график на
рисунке А.4).
7. Для задвижек, имеющих изоляцию
корпуса (до бугельной стойки), значения количественных показателей теплообмена К1
и К2 в горловине принимать равным K1 = 1,0 и K2 =
1,0 независимо от скорости разогрева и значения коэффициента теплоотдачи в
проточной части
Рис. А.2. Изменение
температуры рабочей среды в проточной части tж.п. и
горловине tж.г.
макета клиновой задвижки DN300 в
режиме горячего термоудара 240ºС®10ºС.
Значения максимальных перепадов температур во фланцевом
соединении задвижки Л 13189-200 и по стенке горловины в зависимости от значений
количественных характеристик теплообмена К1 и К2
Таблица А.2
№ чертежа
|
№ теплового
режима
|
Параметры
теплового режима
|
Значения перепадов
температур,ºС
|
Сравнение
режимов по значениям D t1-.3;
D t4-2; ,D tст
|
Dt4-2
|
Dt1-3
|
Dtcт
|
Л13189-200
|
1
|
Нагрев воды
от 40 до 600ºС
bпр = bГ = 150°С/ч;
αпр = 420 вт/м2
°С ;
αГ= 210 вт/м2
°С;
К1 = 0,5; К2
=1,0
|
46,6
|
7,5
|
9,2
|
Сравнение
режимов 1 и 2 по значению К1 при К2 = const погрешность:
D t 4-2 = 9%
D t 1-.3 =0%
D tст = 3%
|
-"-
|
2
|
Нагрев от 40
до 300ºС
bпр = bГ = 150°С/ч;
αпр = 16000 вт/м2
°С ;
αГ = 22000 вт/м2
°С;
К1 = 1,4; К2
=1,0
|
51,4
|
7,5
|
8,9
|
|
-"-
|
3
|
Нагрев от 40
до 300ºС
bГ= 75°С/ч;
αпр = 16000 вт/м2
°С ;
αГ = 22000 вт/м2
°С;
К1
=
1,4; К2 =0,5
|
42,1
|
5,7
|
7,0
|
Сравнение режимов 2 и 3 по значению К2
:при К1 = const
погрешность:
D t 4-2= 18%
D t 1-3 = 20%
D tcт = 6%
|
Изоляция
до бугельной стойки
|
4
|
Нагрев от 40
до 300ºС
bпр = bГ = 150°С/ч;
αпр = 16000 вт/м2
°С ;
αГ = 22000 вт/м2
°С;
К1 = 1,4; К2
=1,0
|
29,0
|
6,1
|
4,2
|
|
-"-
|
5
|
Нагрев газа
от 40 до 300ºС
bпр = bг = 150°С/ч;
αпр
=
16000 вт/м2 °С ;
αГ =8000 вт/м2
°С;
К1 = 0,5; К2
=1,0
|
29,0
|
6,3
|
4,2
|
Сравнение режимов 4 и 5 по значению К1
:при К2 = const
погрешность:
D t 4-2,D t 1-3 и D tcт = 0
|
Л13189-200
|
6
|
Нагрев
от 40 до 300°С
bпр = bг = 52°С/с;
aпр = 16000 вт/м2
°С
αГ = 22000 вт/м2 ºС
К1 = 1,4; К2
= 1,0
|
139,6
|
16,4
|
169,3
|
|
-"-
|
7
|
Нагрев от 40
до 300ºС
bпр = bг = 52°С/c;
αпр = 16000 вт/м2
°С ;
αГ = 8000 вт/м2
°С;
К1 = 0,5; К2
=1,0
|
107,4
|
14,8
|
157,6
|
Сравнение режимов 4 и 7 по значению К1
:при К2 = const
погрешность:
D t 4-2=20%
D t 1-3 =9%
D tcт = 6%
|
-"-
|
8
|
Нагрев
от 40 до 300°С
bГ .= 26°С/с
bпр.= 52°С/с
aпр = 16000 вт/м2
°С
αГ = 22000 вт/м2 ºС
К1 = 1,4; К2
= 0,5
|
139,6
|
16,4
|
165,8
|
Сравнение режимов 6, 8и 9 по значению К2 :при К1
= const
погрешность:
D t 4-2= 0%
D t 1-3 = 0%
D tcт = 7%
|
-"-
|
9
|
Нагрев
от 40 до 300°С
bГ .= 10°С/с
aпр = 16000 вт/м2
°С
К1 = 1,4; К2
= 0,2
|
139,6
|
16,4
|
156,2
|
|
Значения максимальных перепадов температур во фланцевом соединении
задвижки Л13149-250 и по стенке горловины в зависимости от количественных
характеристик теплообмена
Таблица А.3
№ чертежа
|
№ теплового
режима
|
Параметры
теплового режима
|
Значения
перепадов температур, ºС
|
Сравнение
режимов по значениям D t1-.3;
D t 4-2;,D tст
|
Dt4-2
|
Dt1-3
|
Dtcт
|
Л13189--250
|
1
|
Нагрев газа
от 45 до 600ºС
b = 150°С/ч;
αпр = 420 вт/м2
°С ;
αГ = 210 вт/м2
°С;
К1 = 0,5; К2
=1,0
|
68,3
|
13,2
|
11,7
|
Сравнение
режимов 1 и 2 по значению К1 при К2 = const погрешность:
D t4-2 = 14%
D t1-.3 =15%
D tст = 5%
|
-"-
|
2
|
Нагрев от 45
до 600ºС
bпр = bГ = 150°С/ч;
αпр = 420 вт/м2
°С ;
αГ = 600 вт/м2
°С;
К1 = 1,4; К2
=1,0
|
80,1
|
14,0
|
11,0
|
|
-"-
|
3
|
Нагрев от 45
до 600ºС
bпр = 150°С/ч;
bГ = 75°С/с;
αпр = 420 вт/м2
°С ;
αГ = 600 вт/м2
°С;
К1
=
1,4; К2 =0,5
|
68,1
|
12,3
|
9,7
|
Сравнение режимов 2 и 3 по значению К2
:при К1 = const
погрешность:
D t4-2= 14%
D t1-3 = 12%
D tcт = 11%
|
-"-
|
4
|
Нагрев от 45
до 600ºС
bпр = bГ = 50°С/c;
αпр = 420 вт/м2
°С ;
αГ = 600 вт/м2
°С;
К1 = 0,5; К2
=1,0
|
123,6
|
18,9
|
61,8
|
|
-"-
|
5
|
Нагрев газа
от 45 до 600ºС
bпр = bГ = 50°С/ч;
αпр
=
420 вт/м2 °С ;
αГ = 600 вт/м2
°С;
К1 = 1,4; К2
=1,0
|
193,4
|
23,7
|
138,7
|
Сравнение режимов 4 и 5 по значению К1
:при К2 = const
погрешность:
D t4-2= 35%
D t1-3 = 20%
D tcт = 55%
|
-"-
|
6
|
Нагрев
от 45 до 600°С
bпр.= 50°С/с
bГ = 25°С/с
aпр = 420 вт/м2
°С
aг = 600 вт/м2
ºС
К1 = 1,4; К2
= 0,5
|
123,6
|
18,9
|
60,5
|
Сравнение режимов 5 и 6 по значению К2
:при К1 = const
погрешность:
D t4-2= 36%
D t1-3 = 20%
D tcт = 56%
|
-"-
|
7
|
Нагрев от 45
до 600ºС
bпр = bГ = 50°С/c;
αпр = 420 вт/м2
°С ;
αГ = 210 вт/м2
°С;
К1 = 0,5; К1
=1,4 - под крышкой
К2
=1,0
|
128,5
|
2,8
|
61,9
|
Сравнение режимов 4 и 7 по значению К1
:при К2 = const
погрешность:
D t4-2=3%
D t1-3 =85%
D tcт = 0,1%
|
-"-
|
8
|
Нагрев
от 45 до 600°С
bпр.= 50°С/с
bГ = 10°С/с
aпр = 420 вт/м2
°С
αГ = 600 вт/м2
ºС
К1 = 1,4; К2
= 0,2
|
!23,9
|
18,9
|
58,8
|
|
-"-
|
9
|
Нагрев
от 45 до 600°С
bпр.= 50°С/с
bГ = 40°С/с
aпр = 420 вт/м2
°С
αГ = 600 вт/м2
ºС
К1 = 1,4; К2
= 0,8
|
!24,0
|
18,9
|
18,9
|
|
Рис. А.3. Изменение
максимальных перепадов температур D t1-3 , D t4-2 во фланцевом соединении и по стенке горловины D tст.
задвижки Л131189-200 в режимах по табл. 5.
Рис. А.4.
Изменение максимальных перепадов температур D t1-3 , D t4-2 во фланцевом соединении и по стенке горловины D tст.
задвижки Л1349-250 в режимах по табл. А.3.
ПРИЛОЖЕНИЕ Б (справочное)
1. М.А. Михеев. Основы теплопередачи. М.,
Энергия. 1977.
2. В.П. Исаченко и др. Теплопередача. М.,
Энергоиздат. 1981.
3. Исследование теплового состояния и
разработка методики расчёта запорных задвижек Ду от 100 до 800мм для АЭС. Отчёт
о НИР, В.И. Лебедевич, № Р01850020304, УДК621.646.5.001.24:536.3, Ленинград,
1988.
4. Исследование и расчет теплонапряжённого
состояния трубопроводной арматуры в нестационарных режимах. Сборник научных
трудов, ЦКБА, Ленинград,1987.
5. И.Б. Варгафтик. Справочник по
теплофизическим свойствам газов и жидкостей. М., Наука. 1972.
6. B.C. Чиркин. Теплофизические
свойства материалов ядерной техники. М. Атомиздат. 1968.
7. ВТИ им. Дзержинского. Министерство энергетики и электрификации
СССР. Физические свойства сталей и сплавов, применяемых в энергетике. М.-Л.,
Энергия. 1967.
8.
Д.Ф. Гуревич, В.В. Ширяев, И.Х. Пайкин. Арматура атомных электростанций. М.,
Энергоиздат. 1982.
ЛИСТ РЕГИСТРАЦИИ ИЗМЕНЕНИЙ
Изме-нение
|
Номера листов (страниц)
|
№ документа
|
Подпись
|
Дата
|
Срок введения докум.
|
Изменённых
|
Заменённых
|
Новых
|
Аннулирован-
ных
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|