Курсовой проект для ТиД (1). Курсового проекта
 Скачать 3.45 Mb.
|
2. Описание устройства, принцип действия и назначение аппарата [1, 2]Теплообменники типа «труба в трубе» широко распространены в различных теплотехнологических производствах. Т  еплообменники этого типа состоят из ряда последовательно соединенных звеньев (рис. 1). Каждое звено представляет собой две соосные трубы. Для удобства чистки и замены внутренние трубы обычно соединяют последовательно между собой «калачами» или коленами, а внешние трубы – с помощью патрубков. Один теплоноситель движется по внутренней трубе, а другой – по каналу, образованному внутренней и внешней трубами. Теплообмен осуществляется через стенку внутренней трубы. Рис. 3 – Теплообменник типа «труба в трубе» 1 – внутренняя труба; 2 – внешняя труба; 3 – колено (калач); 4 – соединительные патрубки с фланцами. Подбором диаметров внутренней и наружной труб можно обеспечить обеим рабочим средам, участвующим в теплообмене, необходимую скорость для достижения высокой интенсивности теплообмена. Преимущества двухтрубного теплообменника: высокий коэффициент теплоотдачи, пригодность для нагрева или охлаждения сред при высоком давлении, простота изготовления, монтажа и обслуживания. Недостатки двухтрубного теплообменника – громоздкость, высокая стоимость вследствие большого расхода металла на наружные трубы, не участвующие в теплообмене, сложность очистки кольцевого пространства. 3. Расчет теплового потока, температур теплоносителей и среднелогарифмического температурного напора Эта задача на тему «конструкторский тепловой расчет водо-водяного теплообменника типа «труба в трубе»». Запишем уравнение теплопередачи для данного теплообменника. Ввиду того, что теплота передается через цилиндрическую стенку, его удобнее записать в цилиндрических координатах  где  линейный коэффициент теплопередачи;  среднелогарифмический температурный напор;  общая длина теплообменного аппарата.Тогда поверхность теплообменника и число секций соответственно равны:  1). Определяем тепловой поток, передаваемый в теплообменнике по уравнению теплового баланса, записанного для холодной жидкости  Вводим   находим   2). Для расчета среднего температурного напора надо знать температуры теплоносителей, как на входе, так и на выходе. Для горячей жидкости температура на выходе не известна. Определим  используя уравнение теплового баланса, записанное для горячей жидкости:  . Предварительно оценим  из следующих физических соображений. Запишем уравнение теплового баланса в виде следующей формулы:  Зададимся  при  например, при  тогда   . Получаем   Вводим определяющую температуру для горячей жидкости  .Тогда  Так как полученное значение лежит в пределах допустимой погрешности  то никаких дополнительных расчетов не требуется.Находим средний температурный напор, используя формулу для противотока:  где   Рис. 4. Противоточная схема движения теплоносителей. На рис.: на оси ординат – t, 0С, на оси абсцисс – F, как и было раньше. |