| ВВЕДЕНИЕ
Развитие силовых установок во всех областях техники в настоящее время характеризуется резким увеличением мощности в одном агрегате, повышением эффективного к.п.д. установок. Успешное решение этих задач не возможно без применения совершенных теплообменных устройств.
В зависимости от назначения аппараты используют как нагреватели и как охладители. Теплообменники по способу передачи теплоты подразделяют на поверхностные, где отсутствует непосредственный контакт теплоносителей, а передача тепла происходит через твёрдую стенку, и смесительные где теплоносители контактируют непосредственно. Поверхностные теплообменники в свою очередь подразделяются на рекуперативные и регенеративные, в зависимости от одновременного или поочерёдного контакта теплоносителей с разделяющей их стенкой.
Рекуперативными называют теплообменники, в которых теплообмен между теплоносителями происходит через разделяющую их стенку. Они могут работать как в непрерывном, так и в периодических режимах. Большинство рекуперативных теплообменников работают в непрерывном режиме.
Кожухотрубчатые теплообменники получили наибольшее распространение, они предназначены для работы с теплоносителями жидкость-жидкость, газ-газ и представляют собой аппараты выполняемые из пучков труб. По количеству ходов все кожухотрубчатые теплообменники делят на: одна, двух, четырёх и шестиходовые.
Пластинчатые теплообменники имеют плоские параллельные поверхности теплообмена, которые образуют каналы для прохода теплоносителей. Такие теплообменники применяют для теплоносителей с примерно равными коэффициентами теплоотдачи. Для интенсивности процесса теплообмена и для увеличения площади поверхности теплообмена пластинам придают различный профиль.
Выполнение курсовой работы по курсу «Тепломассообмен» позволит закрепить знания по основным разделам дисциплины.
Курсовая работа состоит из расчётной части и графической и выполняется по следующим разделам:
1. Тепловой конструктивный расчёт рекуперативного кожухотрубчатого теплообменника.
2. Тепловой расчёт пластинчатого теплообменника.
1. ТЕПЛОВОЙ КОНСТРУКТИВНЫЙ РАСЧЕТ РЕКУПЕРАТИВНОГО КОЖУХОТРУБЧАТОГО ТЕПЛООБМЕННИКА
Кожухотрубчатые теплообменные аппараты могут использоваться в качестве теплообменников, холодильников, конденсаторов и испарителей. Теплообменники предназначены для нагрева и охлаждения, а холодильники для охлаждения (водой или другим нетоксичным, непожаро- и невзрывоопасным хладагентом) жидких и газообразных сред. Кожухотрубчатые теплообменники могут быть следующих типов: ТН – теплообменники с неподвижными трубными решетками; ТК – теплообменники с температурными компенсаторами на кожухе и жестко закрепленными трубными решетками; ТП – теплообменники с плавающей головкой, жестким кожухом и жестко закрепленной трубной решеткой; ТУ – теплообменники с U-образными трубками, жестким кожухом и жестко закрепленной трубной решеткой; ТС – теплообменники с сальником на плавающей головке, жестким кожухом и жестко закрепленной трубной решеткой (рисунок 1, Приложение 1).
Наибольшая допускаемая разность температур кожуха и труб для аппаратов типа Н может составлять 20–60 ºС, в зависимости от материала кожуха и труб, давления в кожухе и диаметра аппарата.
Теплообменники и холодильники могут устанавливаться горизонтально или вертикально, быть одно-, двух-, четырех- и шестиходовыми по трубному пространству. Трубы, кожух и другие элементы конструкции могут быть изготовлены из углеродистой или нержавеющей стали, а трубы холодильников – из латуни. Распределительные камеры и крышки выполняют из углеродистой стали.
Данный расчет проводится для определения площади поверхности теплообмена стандартного водо-водяного рекуперативного теплообменника, в котором греющая вода поступает в трубы, нагреваемая вода – в межтрубное пространство.
Задание: Выполнить тепловой конструктивный расчет водоводяного рекуперативного подогревателя производительностью Q. Температура греющего теплоносителя на входе в аппарат ºСТемпературанагреваемоготеплоносителянавходевтеплообменник ºСизменениетемпературынагреваемоготеплоносителяваппаратеК. Массовый расход греющего теплоносителя – кг/с, нагреваемого теплоносителя – кг/с. Поверхность нагрева выполнена из труб диаметром мм
Трубывтрубнойрешеткерасположеныповершинамравносторонних треугольников. L – длина труб, предварительно принимается равной 3,0 м. Схема движения теплоносителей – противоток. Материал труб теплообменного аппарата выбирается в соответствии с вариантом. Потерями тепла в окружающую среду пренебречь.
1.1 Расчет количества передаваемого тепла
Уравнение теплового баланса для теплообменного аппарата имеет вид:
(1.1)
где – количество теплоты в единицу времени, отданное греющим теплоносителем, Вт;
– количество теплоты в единицу времени, воспринятое нагреваемым теплоносителем, Вт;
– потери теплоты в окружающую среду, Вт.
Так как поусловиютоколичествопередаваемоготеплавединицувременичерезповерхностьнагревааппаратаВт, ([7]):
�
где и– средние удельные массовые теплоёмкости греющего и агреваемого теплоносителей, в интервале изменения температур от до и от до , соответственно, кДж/кг (К.
Температура нагреваемого теплоносителя на выходе из теплообменника, ºС, ([7])
�
(ºС
Средняя температура нагреваемого теплоносителя, ºС:
(1.4)
(ºС
По температуре определяется значения методомлинейной интерполяции([])
(кДж/кг (К)
Количество теплоты в единицу времени, воспринятое нагреваемым теплоносителем, Вт�[]
(1.5)
�кВт
Методомлинейнойинтерполяцииопределяетсясредняяудельная массовая теплоёмкость греющего теплоносителя при температуре
(кДж/кг (К
Для условия, , определяется температура греющего теплоносителянавыходеизтеплообменникаºС
, (1.6)
(ºС
СредняятемпературагреющеготеплоносителяºС, �[]
�
(ºС)
По температуре определяется значения УточняетсяколичествотеплотыотданноегреющимтеплоносителемвединицувремениВт, ([7]):
(1.8)
(кВт).
Величина относительной погрешности%
% (1.9)
%
1.2 Определение интенсивности процессов теплообмена
Восновурасчётакоэффициентовтеплоотдачимеждутеплоносителямииповерхностьюстенкиположеныкритериальныеуравненияполученныеврезультатеобработкимногочисленныхэкспериментальныхданныхиихобобщениянаосноветеорииподобия
1.2.1 Расчёт интенсивности теплоотдачи со стороны греющего теплоносителя
Посреднеарифметическомузначениютемпературы определяются значения физических свойств греющего теплоносителя:
– плотность, кг/м³, (кгм³)
– кинематический коэффициент вязкости, м²/с, �м²с;
–коэффициенттеплопроводностиВт�м·К, (Вт�м·К);
– критерий Прандтля,
В первом приближении температура стенки, ºС:
(1.10)
�ºС
Поопределяется
,
Критерий Рейнольдса для потока греющего теплоносителя, ([7]):
(1.11)
где –средняяскоростьгреющеготеплоносителямс�[]стр.6) , (м/с).
Врезультатесравнениявычисленногозначения с критическим числом = 2300 устанавливаем, что режим течения жидкости турбулентный и выбираем критериальное уравнение для расчета числа Нуссельта. Интенсивность теплоотдачи в круглых трубках зависит от режима движения теплоносителя.
При турбулентном режиме течения жидкости (Re > 2300) в круглых трубах и каналах число Нуссельта определяется по критериальной зависимости, ([7]):
�
Коэффициент теплоотдачи от горячего теплоносителя к стенке трубы, Вт/(м²· К), ([7])
(1.16)
�Вт/(м²· К)).
1.2.2. Расчёт интенсивности теплоотдачи со стороны нагреваемого теплоносителя
По среднеарифметическому значению температуры определяютсязначенияфизическихсвой
ств нагреваемого теплоносителя ([]
:
–
плотностьтеплоносителякгм³
(кг/м³);
– кинематический коэффициент вязкости, м²/с,�
м²/с)
–коэффициенттеплопроводностиВт
�
м·К
(Вт/(м· К))
– критерий Прандтля
Число Рейнольдса для потока холодного теплоносителя,�[]:
(1.17)
где – средняя скорость нагреваемого теплоносителя, м/с�[]стр, (м/с.
ВрезультатесравнениявычисленногозначенияскритическимчисломвыбираемкритериальноеуравнениепокоторомуподсчитываетсячислоНуссельта
Придвижениитеплоносителявмежтрубномпространствекоэффициенттеплоотдачирассчитываютпоуравнению ([7]):
(1.18)
.
За определяющий геометрический размер принимают наружный диаметр теплообменных труб.
Коэффициент теплоотдачи от стенок трубного пучка к нагреваемому теплоносителю
, Вт/(м²· К)
, ([7]):
(1.20)
�Вт�м²·К.
.3Определениекоэффициентатеплопередачи
Если� токоэффициенттеплопередачидляплоскойповерхноститеплообменасдостаточнойточностьюопределяетсяпоформулеВт�м²·К�[]
�
(Вт�м²·К
где, –термическиесопротивсторон стенки, (м2· К)/Вт ([1]), �(м·КВт, ((м2· К)/Вт);
–толщинастенким
– коэффициент теплопроводности материала трубок ([7], таблица П.1.3), Вт/(м· К);
�Вт�м·К)
Толщинастенкитрубкивычисляетсяпоформуле, ([7]):
�
(мм)
Вычисленное значение коэффициента теплопередачи сравнивается с ориентировочными значениями k для соответствующих теплоносителей ([1]).
1.4. Определение расчетной площади поверхности теплообмена
В аппаратах с прямо- или противоточным движением теплоносителей средняя разность температур потоков определяется как среднелогарифмическая между большей и меньшей разностями температур теплоносителей на концах аппарата�[]:
(1.23)
�ºС)
где –большаяразностьтемпературºС(ºС�смрис,
– меньшая разность температур, ºС (ºС)(см. рис1)
График изменения температур теплоносителей при противотоке, ([7], рис. П1.2)
Рис. Графическая зависимость для определения большей и меньшей разности температур теплоносителей
Присложномвзаимномдвижениитеплоносителейнапримерприсмешанномиперекрестномтокевмногоходовыхтеплообменниках, средняя разность температур теплоносителей определяется с учетомпоправки�[]
�
�ºС
Длянахожденияпоправочногокоэффициента вычисляются вспомогательные коэффициенты P и R�[]
�
(1.26)
По полученным значениям коэффициентов P и R определяем поправочныйкоэффициент([5]).
Поверхностная плотность теплового потока, Вт/м², ([7]):
(1.28)
�Втм²
Изосновногоуравнениятеплопередачиопределяетсянеобходимаяповерхностьтеплообменам²�[]
(1.29)
(м²)
По рассчитанной площади и заданному диаметру труб выбирается стандартный теплообменный аппарат �[]
Параметры кожухотрубчатого теплообменника сварной конструкции с неподвижными трубными решетками (ГОСТ 15118-79,ГОСТ 15120-79,ГОСТ 15122-79).
Таблица
| Диаметр кожуха, мм
|
Диаметр труб, мм
|
Число ходов
|
Общее число труб, шт.
|
Поверхность теплообмена(в м2) при длине труб, м
|
Площадь сечения потока 10-2 м2
|
Площадь сечения одного хода по трубам, 10-2 м
|
| В вырезе перегородок
|
Между перегородками
|
| 400
|
20×2
|
166
|
31
|
1,7
|
3
|
1,7
|
Пересчитываются скорости движения и критерий Рейнольдса для греющего и нагреваемого теплоносителей, мс, ([7])
�
(мс)
(1.31)
(мс)
где – площадь сечения одного хода по трубам, м2, �м2
– площадь сечения межтрубного пространства между перегородками, м, (м2)
�
(1.33)
1.5 Конструктивный расчет теплообменного аппарата
Определяется число труб в теплообменнике, ([7]):
(1.34)
�шт
где – площадь поверхности теплообмена стандартного теплообменника, м2, (м
– длина труб одного хода стандартного теплообменного аппарата, м, (м).
ПоусловиютрубыпосечениютрубнойрешеткирасположеныповершинамравностороннихтреугольниковКоличествотрубокрасположенныхпосторонамбольшегошестиугольника�[]
�
(шт.)
Количество трубок, расположенных по диагонали шестиугольника, ([7]):
�
(шт.).
Число рядов труб, омываемых теплоносителем в межтрубном пространстве, приближенно можно принять равным 0,5 · b те([7])
(1.37)
Для стандартных труб с наружным диаметром равным0мм, размещенных по вершинам равносторонних треугольников, при развальцовке принимают шаг между трубами ([7], стр.12) :
t �,
t = 1,4·20 = 28 (мм)
Рассчитанную величину шага между отверстиями в трубной решеткесравниваютсостандартнымизначениями([1])
Внутренний диаметр кожуха двухходовоготеплообменникамм, ([7]):
(1.38)
(мм
где – коэффициент заполнения трубной решетки, принимается равным 0,6 – 0,8.
1.6 Определение температуры поверхности стенок трубы
Термическоесопротивлениетеплоотдачиотгреющеготеплоносителякповерхностизагрязнений�м²·КВт�[]:
(1.40)
(�м²·КВт
Термическоесопротивлениеслояотложенийсостороныгреющего теплоносителя, (м²· К)/Вт�[]
(1.41)
((м²· К)/Вт)
где–тепловаяпроводимостьслояотложенийсостороныгреющеготеплоносителя�[], ((м2· К)/Вт).
Термическое сопротивление стенки трубы, (м²· К)/Вт, ([7]):
(1.42)
((м²· К)/Вт)
где – толщина стенки трубки, м, �
– коэффициент теплопроводности стенки, Вт/м·К, Втм·К
Термическоесопротивлениеслояотложенийсосторонынагр
еваемоготеплоносителя
�
м²·КВт
�[]):
(1.43)
��м²·КВт)
где – тепловая проводимость слоя отложений со стороны нагреваемого теплоносителя, Вт/(м²· К)
Вт�м²·К)
Термическоесопротивлениетеплоотдачиотстенкизагрязненийкнагреваемомутеплоносителю�м²·КВт�[]формула:
Аналитически температура стенок трубы определяется по фомулам�[]формулы:
(ºС) графическим способом, ([7], рис П.1.4).
Рис.4. Графический способ определения температуры поверхности стенки трубы со стороны греющего и нагреваемого теплоносителей
1.7 Гидравлический расчет теплообменника
Целью гидравлического расчёта является определение величины потери давления теплоносителей при их движении через теплообменный аппарат.
Полное гидравлическое сопротивление при движении жидкости в трубах теплообменного аппарата определяется выражением, Па, ([7]):
�
где ;
–потеридавленияобусловленныеналичиемместныхсопротивленийскладываютсяизсопротивленийвозникающихвсвязисизменениемплощадисеченияпотокаобтеканияпрепятствийПа
(Па)
где –коэффициенттрения�[])
z – число ходов теплоносителя по трубному пространствуz=2.
Коэффициент трения определяется по формуле:
(1.49)
где – относительная шероховатость труб, ([7],стр.14);
– высота выступов шероховатостей ,принимаем = 0,2 мм, ([7],стр.14).
Потери давления, обусловленные наличием местных сопротивлений, Па,([7]):
�
�Па)
где – суммакоэффициентовместныхсопротивленийтрубного
пространства�[]:
(1.51)
где –коэффициентысопротивленийвходнойивыходнойкамер([1]
, – коэффициенты сопротивлений входа в трубы и выхода из них �[]), ,
– коэффициент сопротивления поворота между ходами, ([1]), .
Величина потерь давления греющего теплоносителя в теплообменномаппаратеПа�[]
(1.52)
�Па)
Величина потерь давления нагреваемого теплоносителя в межтрубном пространстве теплообменника, Па, ([7]):
�
�Па
где – суммакоэффициентовместныхсопротивлениймежтрубногопространства�[])
�
где – коэффициент сопротивления входа и выхода жидкости ([1]), ,
– коэффициент сопротивления пучка труб, ([7]):
(1.55)
х – число сегментных перегородок ([1]
–коэффициентопределяющийповоротчерезсегментнуюперегородку�[]
1.8 Определение толщины тепловой изоляции аппарата
Тепловаяизоляцияпредставляетсобойконструкциюизматериаловсмалойтеплопроводностьюпокрывающуюнаружныеповерхностиоборудованиятрубопроводовдляуменьшениятепловыхпотерь
Толщинутепловойизоляциинаходятизравенстваудельныхтепловыхпотоковчерезслойизоляциииотповерхностиизоляциивокружающую среду, ([7])
�
где–температураизоляциисостороныокружающейсредыкотораянедолжнапревышать°Cсогласнотребованийтехникибезопасности�[]стрпринимаем�°C);
– коэффициент теплоотдачи от внешней поверхности изоляционного материала в окружающую среду, Вт/м²·К, ([7],стр.16), принимаем (Вт/м²·К;
–температураизоляциисостороныаппаратаввидунезначительноготермическогосопротивлениястенкиаппаратапосравнениюстермическимсопротивлениемслояизоляции принимают равной средней температуре нагреваемого теплоносителя, °C, ([7],стр.16),принимаем (°C) ;
– температура окружающей среды; для изолируемых поверхностей, расположенных в помещении принимается 20°С [6];
– коэффициент теплопроводности изолятора, Вт/(м· К);
Если в качестве изолятора принять полотно стеклянное теплоизоляционное марки ИПС-TlТУтокоэффициенттеплопроводностиизолятора[]
= 0,047+0,00023 tm,
(Вт/(м· К));
где tm – средняя температура теплоизоляционного слоя, °С;
На открытом воздухе в летнее время, в помещении, в каналах, тоннелях, технических подпольях, на чердаках и в подвалах зданий: ([7]):
tm = �
(°С)
гдеtw – средняя температура теплоносителя, омывающего стенку, °С.
При расчетах задать температурный напор �–) °С.
Толщина тепловой изоляции, м�[]:
(1.60)
(см)
ТЕПЛОВОЙРАСЧЕТПЛАСТИНЧАТОГОТЕПЛООБМЕННИКА
Впластинчатыхтеплообменникахповерхностьтеплообменаобразовананаборомтонкихштампованныхгофрированныхпластин. Эти аппараты могут быть разборными, полуразборными и неразборными (сварными). В пластинах разборных теплообменников (рисунок 1, Приложение 2) имеются угловые отверстия для прохода теплоносителей и пазы, в которых закрепляются уплотнительные и компонующие прокладки из специальных термостойких резин. Пластины сжимаются между неподвижной и подвижной плитами таким образом, что благодаря прокладкам между ними образуются каналы для поочередного прохода горячего и холодного теплоносителей. Плиты снабжены штуцерами дляприсоединения трубопроводов. Неподвижная плита крепится к полу, пластины и подвижная плита закрепляются в специальной раме.
Группа пластин, образующих систему параллельных каналов, в которых теплоноситель движется только в одном направлении�сверхувнизилинаоборотсоставляетпакетПакетпосуществуаналогиченодномуходупотрубамвмногоходовыхкожухотрубчатых теплообменниках. На рисунках 1 и 2 Приложения 2 даны примеры компоновки пластин. При заданном расходе теплоносителя увеличение числа пакетов приводит к увеличению скорости теплоносителя, что интенсифицирует теплообмен, но увеличивает гидравлическое сопротивление. Дополнительный канал со стороны хода нагреваемой воды предназначен для охлаждения плиты и уменьшения теплопотерь.
В соответствии с каталогом ЦИНТИхимнефтемаш (М., 1990) выпускаются теплообменники пластинчатые следующих типов: полуразборные (РС) с пластинами типа 0,5Пр и разборные (Р) с пластинамитипарир
Техническиехарактеристикиуказанныхпластиниосновныепараметрытеплообменниковсобираемыхизэтихпластинданывтаблицах 1 и 2Приложения
Допускаемые температуры теплоносителей определяются термостойкостью резиновых прокладок. Для теплообменников, используемых в системах теплоснабжения, обязательным является применение прокладок из термостойкой резины, марки которой приведены в табл. 3приложения Условноеобозначениетеплообменногопластинчатогоаппаратапервыебуквыобозначаюттипаппарата–теплообменникР�РСразборный�полусварнойследующееобозначение–типпластиныцифры после тире –толщинапластиныдалее–площадьповерхноститеплообменааппарата�м2), затем – конструктивное исполнение (в соответствиистабл 1 Приложения 2), марка материала пластины и марка материала прокладки (в соответствии с табл.ПриложенияПослеусловногообозначенияприводитсясхемакомпоновкипластин
Пример условного обозначения пластинчатого разборного теплообменного аппарата: теплообменник Р 0,6р-0,8-16-1К-01 – теплообменник разборный (Р) с пластинками типа 0,6р, толщиной 0,8ммплощадьюповерхноститеплообмена 16мнаконсольнойрамевкоррозионностойкомисполненииматериалпластинипатрубков –стальХНТматериалпрокладки – теплостойкаярезина 359; схема компоновки
что означает над чертой – число каналов в каждом ходу для греющей воды, под чертой –тожедлянагреваемойводы
ПриоптимальнойкомпоновкепластинчислопакетовдлягорячегоихолодноготеплоносителяможетбытьнеодинаковымВусловномобозначениисхемыкомпоновкичислослагаемыхвчислителе соответствует числу пакетов (последовательных ходов) для горячеготеплоносителявзнаменателе–дляхолодногокаждоеслагаемое означает число параллельных каналов в пакете.
Из рассматриваемых трех теплообменников наиболее целесообразно применение теплообменников РСПр, поскольку эти теплообменники надежно работают при рабочем давлении до 1,6 МПа (16 кгс/см2ПластиныпопарносвареныпоконтуруобразуяблокМеждудвумясвареннымипластинамиимеетсязакрытый�сварнойканалдлятеплофикационнойгреющейводыРазборныеканалыдопускаютдавление в них до 1МПа
ТеплообменникитипаРрмогутприменятьсявсистемахтеплоснабженияприотсутствиитеплообменниковтипаРСПр и параметрах теплоносителей до 1,0 МПа (докгссм), до 150 °С и перепаде давлений между теплоносителями не более МПа (5кгссм
ПрименениетеплообменниковтипаРр�титанвсистемахтеплоснабженияограниченоидопустимотолькоприотсутствиитеплообменников РС 0,5Пр и Ррприпараметрахтеплоносителейнеболее 0,6МПа (6кгссмдо°СиперепадедавленийтеплоносителейнеболееМПа�кгссм2
ЗаданиеРассчитатьоднопакетныйпластинчатыйтеплообменник для системы горячего водоснабжения ЦТП если известны параметры: нагрузка на отопление (ГВС) – кВттемпературыгреющей�сетевойинагреваемойводынавходеивыходетеплообменникасоответственно–°C, °C, °C °C. Принять равное число параллельных каналов в пакете для греющего и нагреваемого теплоносителей.
2.1 Определение расходов и скоростей движения греющего и нагреваемого теплоносителей
Средняя температура теплоносителей, ([7])
(2.1)
()
(2.1)°C)
По среднеарифметическому значению температур , определяются значения физических свойств греющего и нагреваемого телоносителей([3]):
), кг/м³);
– кинематические коэффициенты вязкости, м²/с, () м²/с);
, – коэффициенты теплопроводности, Вт/(м· К)(Вт/(м· К)(), –критерииПрандтля
Массовые расходы теплоносителей, кг/с�
[]
(2.2)
�
кг/с
(2.3)
(кг/с)
(м
3/ч)
ПомаксимальномурасходувыбираетсятиппластинПараметрыпластин
, ([7], таблица П.2.1 и П.2.2)
–толщинастенкипластиным
(м
);
– площадь поверхности теплообмена пластины, м2 �
м2);
– площадь поперечного сечения канала между пластинами, м, �
м
;
–смачиваемыйпериметрвпоперечномсеченииканалам, (м) .
Эквивалентный диаметр сечения канала, м�[]
(2.4)
(м)
При расчете пластинчатого водоподогревателя оптимальная скорость теплоносителя принимаем исходя из получения таких же потерь давления в установке по нагреваемой воде, как при применении кожухотрубного водоподогревателя (100–кПачтосоответствует скорости воды в каналах �–мc[] (м/c)
Число каналов в пакете, ([7])
(2.5)
(шт.)
Скорость второго теплоносителя, м/с, ([7]):
(2.6)
�мс
Расчет интенсивности теплообмена при движении теплоносителей между пластинами
КритерииРейнольдсаиПрандтлядлякаждоготеплоносителя�[]
(2.7)
(2.7)
(2.8)
�
Определяется критерий Нуссельта для греющего и нагреваемого теплоносителей, ([7]):
– при турбулентном режиме (Re50)
(2.9)
�
Где, ([1])
Коэффициенты теплоотдачи от греющего теплоносителя к поверхности стенки и от поверхности стенки к нагреваемому теплоносителю, соответственно, Вт/(м²· К), ([7])
(2.13)
(Вт/(м²· К))
(2.13)
(Вт/(м²· К))
2.3. Определение площади поверхности теплообмена
Принимаются значения термических сопротивлений слоев загрязнений с двух сторон стенки, �м2· К)/Вт; ([7], таблица П.1.2), ((м2· К)/Вт) ((м·КВт);
В качестве материала материал пластин и патрубков – сталь 12Х18Н10Т. По средней температуре стенки определяется коэффициент теплопроводности стенки Вт�м·К, ([7], таблица П.1.3), �Вт/(м · К)).
Суммарное термическое сопротивление, (м² · К)/Вт:
(2.14)
((м² · К)/Вт
:
(2.15)
�Вт/(м² · К))
Среднелогарифмический температурный напор при противотоке возьмём из предыдущих расчетов.
Требуемая поверхность теплообмена, м²,([7])
(2.16)�м²
Фактическаяповерхностьтеплообменам²
,([7]):
м²
Рассчитываем относительный запас площади поверхности теплообмена ,([7]):
(2.18)
%
2.4.ении теплоносителей
Рассчитаем гидравлические сопротивления при движнии нагревающего и нагреваемого теплоносителя, МПа, ([7]
�
(МПа
�МПа)
где – коэффициент общего гидравлического сопротивления, ([7], таблица П.2.2)
––приведеннаядлинаканалам�[]таблицаП �м).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе выполнения курсовой работы были получены навыки применения теоретических знаний при решении теплотехнических задач. По расчёту и проектированию рекуперативных теплообменных аппаратов, а также закрепил знания по основным разделамкурса«Тепломассообмен».
В данной курсовой работе был произведён тепловой конструктивный расчёт рекуперативного кожухотрубчатого теплообменника, а также тепловой расчёт пластинчатого теплообменника.
Были выполнены чертежи рекуперативного кожухотрубчатого теплообменника (формат А1) и пластинчатого рекуперативного теплообменного аппарата (формат А3).
ЛИТЕРАТУРА
1.Дытнерский, Ю.И. Основные процессы и аппараты химической технологии. Курсовое проектирование /Ю.И. Дытнерский, Г.С. Борисов, В.П. Брыков. – М.: Химия, 1991. – 412 с.
2.Копко, В.М. Пластинчатые теплообменники в системах централизованного теплоснабжения. Курсовое и дипломное проектированиеучебноепособиеВМКопкоМГПшоник–МнБНТУ–с
3. НащокинВВТехническаятермодинамикаитеплопередачаВВНащокин–МВысшшк–с
4. ПроектированиетепловыхпунктовСП
5. ПромышленнаятеплоэнергетикаитеплотехникаСправочникподобщейредВАГригорьеваВМЗорина–МЭнергоатомиздат–Кн–с
6. ТепловаяизоляцияоборудованияитрубопроводовСНиП–
7.Тепломассообменметод. указанияккурсовойработепоодноимкурсудлястудентовспециальностей 1 – 43 01 05 «Промышленная теплоэнергетика» и 1 – 43 01 07 «Техническая эксплуатация энергооборудования организаций» /авт.-сост.: А.В. Овсянник, М.Н. Новиков, А.В. Шаповалов. – Гомель: ГГТУ имени П.О. Сухого», 2007–с
|