محاسبات سیستم بخار
  • 07 شهریور 1397
  • 213 بازدید
  • کد محصول 2289
  • ۳۹,۹۰۰ تومان
    امتیاز 5.00محاسبات سیستم بخار">

    محاسبات بخار : آموزش بصورت متنی
    لطفا پس از خرید، این آدرسها را در ایمیل خود برای لینک های دانلود جستجو فرمایید : INBOX و SPAM
    در صورت بروز هر گونه مشکل با ادمین در تماس باشید : n۲۰۰۳zh@gmail.com
    جهت توضیحات تکمیلی به بخش ذیل مراجعه فرمایید

    محاسبات سیستم بخار

    در این فایل آموزشی به محاسبات سیستم بخار و کندانس پرداخته شده است. سایزینگ لوله های بخار و کندانس بهمراه جداول، نمودارها و مثالهایی آورده شده است. مبنای محاسبات براساس استاندارهایی است که درشرکتهای بزرگی همچون آرمسترانگ و یا CLEAVER BROOKS استفاده می شود.

     

     

    عناوین

    • اهمیت استفاده از بخار
    • مفهوم انرژی محسوس و نهان در سیستم های بخار
    • نکات مهم در طراحی
    • کویل بخار در مقایسه با کویل آبی
    • بررسی سرعت سیال در سیستم بخار
    • بررسی ضربه قوچ در سیستم بخار
    • استفاده از بخار کم فشار در مصرف کننده
    • سایزینگ لوله کشی بخار با استفاده از نمودار شرکت CLEAVER BROOKS
    • سایزینگ لوله کشی بخار با استفاده از جداول آماده
    • سایزینگ لوله کشی بخار با استفاده از نمودارهای شرکت آرمسترانگ
    • سایزینگ لوله های کندانس

     

    نکات مهم در طراحی 

    • در سیستم های بخار بر خلاف سیستم های آب گرم، اگر بویلر خاموش شود، همچنان در تمام لوله ها آب موجود است. اما در سیستم بخار، به محض خاموش شدن دیگ بخار، بخار موجود در لوله ها شروع به سرد شدن کرده و بصورت کندانس در خواهد آمد و توسط پمپ کندانس به سمت موتورخانه برمی گردد. در این حالت، جای بخار در لوله ها را، هوا خواهد گرفت (مبحث محاسبات سیستم بخار).
    • زمانی که آب داخل دیگ به بخار تبدیل می شود، نرخ انبساط سیال به اندازه 1657 برابر بیشتر می شود. بهمین دلیل است که در این سیستم ها، بخار باعث حرکت خود خواهد شد (مانند پمپ در سیستم آب گرم). اگر توجه داشته باشیم، در زمان های خیلی قدیم که برق وجود نداشت، از تولید و انتقال بخار، به جای آب گرم استفاده می کرده اند.
    • این سیستم نیز به مانند سیستم های آبی، دارای رفت و برگشت هستند. لوله رفت همان لوله انتقال بخار است و لوله کندانس لوله برگشت سیستم است.
    • بعضی از سیستم های بخار سیستم تک لوله ای هستند(خیلی رایج نیست) یعنی دارای لوله کندانس نمیباشند. در این سیستم ها، لوله انتقال بخار با شیب مشخصی اجرا می شود که بتواند مقدار مایع کندانس را به بویلر برگرداند.
    • کویل بخار در مقایسه با کویل آبی، دارای LMTD بالاتری است (دمای بخار 225 درجه و دمای هوای ورودی 55 درجه) لذا طبق رابطه زیر سطح کویل برای بخار به مراتب کاهش پیدا می کند.

     

    Q=AxLMTDxU

     

    لذا در پروژه هایی که قبلا با سیستم بخار سایز شده اند، و حال بعد از چندین سال قصد داریم، لوله کشی و موتورخانه را به بویلر آبگرم، تغییر دهیم، بایستی توجه داشته باشیم که چون سطح کویل ها کوچک تر است، لذا ظرفیت کویل نیز پایین تر خواهد آمد (مبحث محاسبات سیستم بخار).

    در سیستم های بخار، برای انتقال بخار از نقطه ای به نقطه دوم، بایستی اختلاف فشار ایجاد کنیم مانند اختلاف فشار در سیستم های آبی توسط پمپ. بهمین دلیل است که در موتورخانه، بخار فشار بالا داریم اما در مصرف کننده بخار فشار پایین

     

    محاسبات سیستم بخار

     

    سرعت سیال

    • معمولا جداول و چارت هایی که توسط آنها عمل سایزینگ را برای سیستم های بخار انجام می دهیم، سرعت سیال را در رنج بین 5000-10,000 فوت بر ثانیه نشان می دهد. سرعت های بالای 5000 فوت بر ثانیه باعث ایجاد نویز می شوند و توصیه نمی گردد. اما برای نیروگاه ها سرعت های بالا قابل استفاده است با توجه به اینکه نویز مسئله مهمی نخواهد بود.

     

    ضربه قوچ

    •  به محض وارد شدن بخار به داخل لوله، چون سطح داخلی و خارجی لوله ها، سرد هستند، مقداری کندانس داخل لوله تشکیل می شود. با توجه به اینکه، سرعت بخار بسیار بالاست، این کندانس ایجاد شده را به صورت حجمی از آب با خود انتقال می دهد تا مادامی که به مانعی مانند کویل، اتصال و …. برخورد نماید. در اینجاست که ضربه قوچ ایجاد شده و صدمات جبران ناپذیری را به سیستم میزند.
    • به همین دلیل است که طبق توصیه استاندارها، بایستی نصب STEAM TRAP ها را در بخش هایی از سیستم لوله کشی داشته باشیم. توجه داریم که اگر این کندانس خارج نشود، از ظرفیت حرارتی بالای بخار در کویل نیز کاسته می شود. لذا همیشه به دنبال انتقال بخار خشک به کویل هستیم.
    • یکی از مکان های مهم نصب STEAM TRAP قبل از شیرهای کنترلی و شیرهای PRV است، اما چرا ؟
    • تا مادامی که فضا به گرما نیاز دارد، شیر کنترلی توسط ترموستات مربوط به آن باز است. حال فرض کنیم که به دمای ست پوینت رسیده ایم. لذا ترموستات به بسته شدن شیر کنترلی فرمان خواهد داد. در این حالت بخار قبل از شیر قرار گرفته و به مرور زمان سرد شده و کندانس می گردد (مبحث محاسبات سیستم بخار).

     

    مجددا با باز شدن شیر توسط ترموستات، حجمِ کندانس زیادی توسط بخار منتقل می شود که دوباره همان ضربه قوچ است. این حالت برای مبدلهای بخار به آب SHELL & TUBE که دارای تجهیز TRAP نیستند، به کرات اتفاق می افتد.

     

    حال به سوال بسیار مهمی اشاره می کنیم که چرا در سیستم های بخار بایستی بخار کم فشار در مصرف کننده ها داشته باشیم ؟

    به جدول زیر مراجعه کنید. همانطور که دیده می شود، با افزایش فشار از فشار اتمسفر، انرژی سنسیبل در سیال افزایش، اما انرژی نهان کم می شود.  اما در سیستم های بخار، انرژی سنسیبل برای ما کاری انجام نمی دهد و ما تنها به دنبال استفاده از انرژی نهان بخار هستیم.

    محاسبات سیستم بخار

     

    لذا مشخص است که استفاده از فشار بخار پایین، دارای راندمان بالاتری برای گرم کردن هوای محیط خواهد بود (انرژی نهان بالاتر دارد یعنی 970 بی تی یو بر ساعت). اما در موتورخانه غیر از این است و بخار به صورت فشار بالا تولید می شود. چرا ؟

     

    جواب

    به این دلیل که، برای انتقال بخار به اختلاف فشار نیاز داریم. همان کاری که پمپ در سیستم های آبی انجام می دهد. لذا در موتورخانه بخار فشار بالا و در مصرف کننده بخار فشار پایین خواهیم داشت (مبحث محاسبات سیستم بخار).

     

    توجه

    در برخی از کاربری ها مانند استریل کردن در بیمارستان ها، به بخار فشار بالا و دما بالا نیاز داریم که مستثنی است. اما اکثر کاربری ها با فشار بخار پایین طراحی می شوند.

     

    در سایزینگ سیستم های بخار، 2  فاکتور نقش کلیدی بازی می کنند

    اول – فشار اولیه در بویلر و افت فشار سیستم

     برای این منظور بایستی هم فشار اولیه تولیدی توسط بویلر مشخص باشد (مثلا بویلر فشار اولیه 125 PSI دارد) و هم افت هایی که در پرفشار ترین مسیر داریم شامل لوله کشی، اتصالات، ولوها و غیره.

    دوم – سرعت بخار

    سرعت نقش بسیار مهمی در تولید نویز و سر و صدا بازی می کند. در سیستم های بخار و دیگر لوله کشی ها، این سرعت بالا، باعث ایجاد خوردگی و سایش نیز می شود. در ادامه با استفاده از نمودارهای چند شرکت معتبر و نیز جداولی بسیار کاربردی، سایزینگ لوله های بخار و کندانس را انجام خواهیم داد.

    اولین نموداری که به آن میپردازیم از شرکت معظم CLEAVER BROOKS است، که بدون اغراق یکی از مهمترین و کاربردی ترین نمودارها، در بخش بخار است (مبحث محاسبات سیستم بخار).

    در این نمودار 4 پارامتر اصلی برای سیستم بخار وجود دارد.

     

    •  فشار اولیه و تولید بویلر برحسب فشار مطلق (PSI)
    •  سایز لوله
    •  حجم بخار انتقالی برحسب پوند بر ساعت
    •  افت فشار سیستم برحسب PSI در هر 100 فوت
    • برای استفاده از این نمودار مهم، به مثالی می پردازیم.

     

    مثال 

    17.210 پوند بر ساعت بخار با فشار اولیه 125 PSIG  تولید می شود. اگر از یک لوله 5 اینچی برای انتقال این حجم بخار استفاده شود، افت فشار در هر 100 فوت چقدر خواهد بود ؟

    محاسبات سیستم بخار

    برای  استفاده از جدول بایستی فشار مطلق را داشته باشیم. در صورت مسئله فشار بصورت فشار نسبی داده شده است. لذا فشار مطلق برابر است با:

    125+14.7=139.7 PSI

    حجم بخار را نیز به پوند بر دقیقه تبدیل می کنیم.

    17210/60=285 lb/hr

     

    حال بر روی نمودار به شکل زیر عمل می کنیم

    • فشار را باندازه 140 PSI  روی محور اول انتخاب کنید که همان فشار اولیه یا تولیدی در موتورخانه توسط بویلر بخاراست. این نقطه را A نام گذاری می کنیم.
    • مرحله بعدی انتخاب قطر لوله است که 5 اینچ داده شده است. آن را نقطه B نام گذاری کنید.
    • از نقطه A به نقطه  B وصل کرده و ادامه می دهیم تا محور X در وسط را قطع نماید. این نقطه را C نام گذاری میکنیم (مبحث محاسبات سیستم بخار).
    • مقدار حجم بخار انتقالی بر حسب پوند بر دقیقه، مشخص شده است و آنرا در محور خودش  D نام گذاری میکنیم.
    • حال از نقطه C به نقطه D وصل کرده و امتداد می دهیم تا محور افت فشار را قطع نماید. عدد محاسبه شده برای افت فشار 2.5 PSI در هر 100 فوت خواهد بود. در صورتی که دیگر پارامترها داده شده باشد، دیگر مجهولات را می توان محاسبه نمود.

     

    برای مثال افت فشار مشخص است و می توانیم سایز لوله را محاسبه کنیم.

    مثال 1

    یک لوله 3 اینچی، 3200 پوند بر ساعت بخار را با فشار اولیه 125PSI انتقال می دهد. اگر حجم بخار را به 7000 پوند بر ساعت تغییر دهیم، آیا نیاز به تغییر سایز لوله هست یا خیر؟

     

    جواب

    ابتدا به جدول 125PSI رفته و با توجه به اعداد داده شده  مقدار افت فشار در هر 100 فوت پیدا می کنیم که برابر 1PSI است. اگر در همین ردیف (برای لوله 3 اینچ) به سمت راست حرکت کنیم تا حجم 7000 پوند بر ساعت را داشته باشیم، مقدار افت فشار 5PSI خواهد شد.

    در این حالت سرعت در ناحیه زرد رنگ قرار دارد که طبق جدول دارای سرعت 8000 فوت بر دقیقه است و قابل قبول است (مبحث محاسبات سیستم بخار).

     

    محاسبات سیستم بخار

     

    محاسبات سیستم بخار

     

    محاسبات سیستم بخار

     

    جهت دسترسی به این فایل آموزشی، محصول را تهیه فرمایید.

     

    کاربر گرامی، لطفا پس از پرداخت آدرس INBOX و SPAM را در ایمیل خود برای دسترسی به لینک های دانلود بررسی نمایید. 

    ثبت دیدگاه

      • دیدگاه های ارسال شده توسط شما، پس از تایید توسط تیم مدیریت در وب منتشر خواهد شد.
      • پیام هایی که حاوی تهمت یا افترا باشد منتشر نخواهد شد.
      • پیام هایی که به غیر از زبان فارسی یا غیر مرتبط باشد منتشر نخواهد شد.

    برو بالا

    با ثبت دیدگاه خود محصول رایگان

    دریافت کنید

     

     

    با ثبت دیدگاه خود محصول رایگان

    دریافت کنید