SICAKLIK DEĞİŞİMİ
Buhar sıcaklığı yoğuşum esnasında sabit kalmaktadır.Buna karşılık soğutma suyunun sıcaklığı artış göstermektedir.Buna göre soğutma yüzeyinin hesabında kullanılacak olan
LOGARİTMİK ORTALAMA SICAKLIK FARKI
ORTALAMA SU SICAKLIĞI
ORTALAMA SOĞUTMA SUYU SICAKLIĞI
T=21.5°C İÇİN SUYUN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ:
Yoğunluk( r ): 997.825 Kg/m3
Özgül ısı(cr): 0.99868 Kcal/Kg°C = 4.1745KJ/Kg°C
Isı iletim katsayısı( l ): 93.5 Kcal/mh°C = 390.83KJ/mh°C
Kinematik Vizkozite( J ): 9.7355×10-7 m2/s
Prandtl sayısı( Pr ): 6.773
T=40°C İÇİN SUYUN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ:
Yoğunluk ( r ): 992.30 Kg/m3 (iterasyonla)
SOĞUTMA SUYU MİKTARI:
Kondenserlerin esas çalışma prensipleri çürük buharla soğutma suyu arasındaki ısıl denge ve ısı alışverişinden ibarettir.Türbinden çıkan yüksek ısı tutumlu çürük buhar yoğuşmak suretiyle bu ısısını soğutma suyuna verecektir.Dolayısıyla çalışma istenmesinden dolayı gerekli soğutma suyunun temin edilmesi de önemli bir problem olarak karşımıza çıkar.Buharı yoğuşturan suyun sıcaklığı arttığı için tekrar kullanılamaz.Bunun için aynı sıcaklıkta sirkülasyon suyuna ihtiyaç vardır.Bu su ya doğal bir kaynaktan ya da soğutma kulelerindeki sıcaklığına kadar soğutmak sureti ile devreye alınır.
SOĞUTMA SUYU İLE ÇÜRÜK BUHAR ARASINDAKİ ISIL DENGE:
( Gst ) mB: Saatteki buhar sarfiyatı ( Kg/h )
( id ) h1: Türbinden çıkan çürük buharın ısı tutumu ( KJ/Kg )
(ik ) h1¢ : Yoğuşma sonundaki yoğuşum suyunun ısı tutumu ( yaklaşık olarak aynı şartlardaki sıcaklığa eşit kabul edilir ) ( KJ/Kg )
(w ) msu: Saatteki soğutma suyu miktarı (Kg/h )
cr: Suyun özgül ısısı (KJ/Kg°C )
( ta ) tsoğg: Suyun kondensere giriş sıcaklığı ( °C )
( te ) tsoğç:Suyun kondenserden çıkış sıcaklığı ( °C )
Soğutma suyu miktarının buhar sarfiyatına oranına
Özgül soğutma miktarı denir.
TOPLAM ISI TRANSFERYÜZEYİNİN HESABI
Boru Malzemesi:Al-Brass
Boru Malzemesi Çapı: BWG 18 3/4¢¢ ( seçildi )
Boru Cidar Kalınlığı( S ):1.24 mm
Boru Dış Çapı( dd ):19.05 mm
Boru İç Çapı( di ): 16.57 mm
Ortalama Boru Çapı( dm ): 17.81 mm
k=2000/3000 arasında bir değer kabul edilir.
k=2600 Kcal/m2h°C seçildi.
Isı iletim denklemlerinden yararlanılarak yaklaşık hesaplarla Q=k.A.DTm formülü yazılarak A yüzeyi hesaplanabilir.
HAVA İÇİN GEREKLİ SOĞUTMA YÜZEYİ
G2: Soğutulan hava miktarı ( Kg/h )
cp: Havanın özgül ısısı ( Kcal/Kgh ) ( 0.24 Kcal/Kgh alındı )
k2: Havanın soğutma suyuna ısı iletim katsayısı yaklaşık olarak k2=0.05 Kcal/mh°C
Kondenser içinde bulunan hava miktarı HOESFER’ e göre ( Amprik olarak )
Emme yerindeki hava sıcaklığı DİETZEL’ e göre:
Toplam Yüzey:
AT =A1 + A2
AT = 683.867+189.44
AT = 873.307 m2
LOGARİTMİK ORTALAMA YÜZEY:
ISI İLETİMİ
Kondenserin yaptığı iş buharı yoğuşturmak olduğuna göre su ile buhar arasındaki ısı geçişi önem taşır.Buhardan suya ısı iletimi, konveksiyon ısı geçişleri olmak üzere ikiye ayrılır.Buhardan dış duvara olan ısı iletim katsayısı aD ile gösterilir.Birimi ( Kcal/m2h°C ) dır ve 10000-14000 arasında bir değer kabul edilir.Boru dış cidarından iç cidara ısı geçişi de kondüksiyonla olur.Boru malzemesinin ısı iletkenlik katsayısı [l ( Kcal/mh°C )] ve cidar kalınlığı [ d (mm) ] na bağlıdır.Üçüncüsü de iç cidardan soğutma yüzeyine, soğutma suyuna yine konveksiyonla ısı geçişidir.Buradaki yüzey ısı iletim katsayısı aw ile gösterilir ve birimi aD ile aynıdır.Bu faktörlerin hepsine bağlı olarak sistemin toplam ısı iletim katsayısı k :
denklemi ile hesaplanır.Su tarafı yüzey film katsayısı soğutma suyu hızına ve ortalama su sıcaklığına bağlı olarak amprik olarak hesaplanır.
SABİTLER
HÜTTE’ ye Göre
SCHACK’a Göre
a 1755 2030 b 0.015 0.014 n 0.87 0.85 m 0.13 0.10
İki değer arasındaki fark ise Þ(2610-2600) / 2610 =% 0.4
BORULAR
T: Boru taksimat hatvesi F: Üçgen alanı f: Ayna yüzeyi
f alanına 1 / 2 boru yerleştirildiğine göre bir boru 2f alanına yerleştirilir.
Her birim ayna yüzeyine
z¢=995.88 adet boru sığar. Boru sayısı bilindiğine göre:
AYNA ÇAPI
Boru demetleri arasındaki boşluk ve kanallar için bu alanın % 30 fazlası alınmıştır.
Gövde cidar kalınlığı ( gövdeyi çelik saçtan yaparsak )
d=Saç kalınlığı
M: Kondenser kapakları
D: Kondenser iç çapı
Di = 2.55 m = 2550 mm
Dd = 2550+2d = 2570 mm,
Dd > Di olduğundan kapaklar eliptik olacaktır.
R=Ddış =2570 mm
H=0.2R=51.0mm
KONDENSER BOYUTLARI
Gs: Saniyedeki buhar miktarı ( Kg/s )
V: Çürük buhar özgül hacmi ( m3/Kg )
Fg: Çürük buhar alanı ( m2 )
C: Çürük buharın kondensere giriş hızı.Bu değer ya türbin son basamak hızına göre alınır ya da 50-100 m/s arasında seçilir.
Buna göre giriş ağzı çapı:
YOĞUŞUM SUYU ÇIKIŞ AĞZI ÇAPI
Yoğuşum suyu çıkış ağzı çapı da aynı şekilde hesaplanmaktadır.Yalnız burada suyun hızı değişmektedir.Suyun hızı v=1-1.5m/s
SOĞUTMA SUYU GİRİŞ ÇIKIŞ ÇAPI
MUKAVEMET HESAPLARI
KONDENSER KÜTLESİNİN AĞIRLIĞI
YAN KAPAKLARIN AĞIRLIĞI
2 tane kapak Þ G2=1.249 Ton
ÇAP
(mm)
ET KALINLIĞI (mm)
9.5
2438
572 Kg (Kapak Ağırlığı )
2591
644 Kg (Kapak Ağırlığı )
Enterpolasyonla
2591-2438=153 mm
644 -572=72 Kg
153 mm de 72 Kg artıyorsa; (2550-2438)=112 mm ‘de 52.7 Kg artar.
Buna göre bir kapağın ağırlığı G2=572+52.7
G2=624.7 Kg
SOĞUTMA SUYU BORULARININ AĞIRLIĞI
SOĞUTMA SUYU AĞIRLIĞI
msu=1287.75 Kg/s
Jsu=1.62 m/s
1 saniyede 1.62 metre yol alırsa 4 metreyi 2.469 saniyede kateder.
G4=Gsu= msux2.469
G4=Gsu=3.179629 Ton
KONDENSER TOPLAM AĞIRLIĞI
SG = G1+G2+G3+G4
SG = 2.47391+1.24941+9.435326+3.179629
SG = 16.338 Ton
Kondenser üzerindeki diğer ekipmanlar da düşünülürse
SG = 17 Ton
MUKAVEMET HESAPLARI
q=Boru sabit yükü+Akışkan yükü
rAl-Brass=8.33 Kg/dm3=8330 Kg/m3
rSu=997.825 Kg/m3
I.SEHİM HESABI
(Orta ayna olmaması hali)
II.SEHİM HESABI
(Ota ayna olması hali)
PAYANDA HESABI
Aynaları dış tarafında suyun basıncı, iç tarafında ise vakum bulunduğundan üzerine binen yükün payandalar tarafından taşınması gerekir. Payandalar karsonlu çelik borulardır. Soğutma suyunun borulardaki ve valflerdeki kayıplarının yenilebilmesi için en az 0.5 Atü bir basınca sahip olması gerekir. Bu suretle boru aynası üzerine yaklaşık olarak p=1.5 Kg/cm2 lik bir basınç tesir eder. Bu taktirde ayna tarafından taşınacak toplam kuvvet:
Payanda olarak dd=80 mm di=70 mm çelik boru seçildi.
PAYANDA KESİT ALANI
ATALET MOMENTİ
ATALET YARIÇAPI
NARİNLİK HESABI
l>86 olduğundan hesap Euler’e göre yapılacak.
FLAMBAJ GERİLMESİ(Euler’e göre)
E=2.15×106 Kg/cm2
FLAMBAJ KUVVETİ
EMNİYET KATSAYISI
KAPAK CİVATALARININ HESABI
p=1.5 Kg/cm2
Di=2550 mm
St 37 için semniyet=0.6 sAkma
semniyet=0.6×2100=1260 Kp/cm2
Daha emniyetli olması için semniyet=1260/1.4=900 Kp/cm2
Civatalara gelen toplam kuvvet:
Cıvata adedi z = 80 kabul edilirse bir civataya etkiyen kuvvet: