Курсовой проект для ТиД (1). Курсового проекта

• Название: Курсового проекта
• Дата: 08.10.2019
• Размер: 3.45 Mb.
• Имя файла: Курсовой проект для ТиД (1).doc
• Тип: Пояснительная записка; #89077
• страница: 7 из 7

4. Расчет линейного коэффициента теплопередачи

Определим линейный коэффициент теплопередачи . В данном расчете загрязнения не учитываются, тогда



где α₁ – коэффициент теплоотдачи от горячей жидкости к внутренней поверхности внутренней трубы, α₂ - коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности внутренней трубы к холодной жидкости.

1). Определим коэффициент теплоотдачи _ от горячей жидкости к внутренней поверхности внутренней трубы, используя эмпирические уравнения подобия при вынужденном продольном движении жидкости внутри трубы. Вид формулы зависит от режима движения, который характеризуется числом Рейнольдса.

а) Находим _ .

Вводим определяющую температуру: _

Из таблицы физических свойств воды находим:

коэффициент кинематической вязкости _ коэффициент теплопроводности _

число Прандтля _,

плотность жидкости (воды) _.

б) Определим скорость горячей жидкости, используя уравнение для расхода

_, тогда _

в) Находим число _ следовательно, режим турбулентный.

г) Тогда расчетная формула для числа Нуссельта запишется в виде следующего эмпирического уравнения подобия (с учетом подстановки известных величин):



Будем считать что _{ }

Зададимся средней температурой стенки трубы из следующих физических соображений. Ввиду того, что стенка с обеих сторон омывается водой и режим турбулентный, то α₁  α₂ следовательно, _

Тогда _.

д) Находим коэффициент теплоотдачи _. Для этого разворачиваем число Нуссельта:

_ , отсюда



2). Определяем коэффициент теплоотдачи _ как для случая вынужденного движения жидкости внутри кольцевого канала, то есть для канала некруглого поперечного сечения.

При этом, если _ то можно пользоваться следующим приближенным приемом. Вместо искомого канала расчет можно вести для некоторой эквивалентной трубы диаметром

_

где _ площадь сечения кольца



_смоченный периметр, Где размерность у F?

 , тогда

_

а) Находим число Рейнольдса:



_

Из таблицы физических свойств воды при _ находим:

коэффициент кинематической вязкости

_,

коэффициент теплопроводности

_

число Прандтля

_,

плотность жидкости (воды)

_.

б) Определим скорость движения холодной жидкости в кольцевом канале, используя уравнение для расхода

_, тогда _

в) Определим _ следовательно, режим турбулентный. В пункте г) показать знак переноса в виде х

г)Тогда 

Пусть _{ } Используем среднюю температуру стенки:

_тогда для воды _

д) Находим коэффициент теплоотдачи _, для чего разворачиваем число Нуссельта:

_ , откуда получаем:

_).

3). Рассчитываем линейный коэффициент теплопередачи по уравнению



5. Определение поверхности теплообмена, проверка сделанных предположений и оценка габаритных размеров теплообменного аппарата

1). Рассчитываем общую длину теплообменника типа «труба в трубе» по уравнению:



2). Проверка сделанных предположений.

а) _

б) _

в) Определим температуру внутренней стенки трубы со стороны горячей жидкости:



г) Температура на наружной поверхности внутренней трубы, то есть со стороны холодной жидкости:

_. Средняя температура стенки



Полученное значение сравниваем с температурой стенки, которой задались. Сравнение показывает, что полученное значение лежит в пределах погрешности (_), следовательно, никаких дополнительных расчетов не требуется.

3). Определяем искомую поверхность теплообменника _. Так как

_, отсюда

_площадь поверхности нагрева.

4). Находим число секций _. Берем количество секций 4.


Рис. 5. Общий вид и габаритные размеры разработанного теплообменника типа труба в трубе

Габаритные размеры: длина секции и общий размер по горизонтали равен + 2·100 = мм; общая высота h = 200·(z – 1) + 200 = мм

Заключение

В данном курсовом проекте был выполнен конструкторский тепловой расчет кожухотрубного теплообменного аппарата типа «труба в трубе». Определены передаваемый тепловой поток, температуры обоих теплоносителей, поверхность теплообменного аппарата и его габаритные размеры.

Список использованных источников

1. Левин Б.И. Тепломассообменные аппараты систем теплоснабжения. / Б.И. Левин, Е.П. Шубин. М.-Л.: Энергия. 256 с.

2. Банных О.П. Основные конструкции и тепловой расчет теплообменников. Учебное пособие. СПбНИУ ИТМО, 2012. – 42 с.

3. Исаченко В.П. Теплопередача /В.П. Исаченко, В.А. Осипова, А.С. Сукомел. М.: Энергия, 1981. 415 с.

4. Михеев М.А. Основы теплопередачи /М.А. Михеев, И.М. Михеева. М.: Энергия, 1973. 319 с.

5. Сапожников Б.Г. Тепломассообмен: учебное пособие / Б.Г. Сапожников.

Екатеринбург: УГТУ – УПИ, 2007. 188 с.

6. Сапожников Б.Г. Теплообменные установки: учебное пособие / Б.Г. Сапожников. Екатеринбург: УГТУ – УПИ, 2008. 117 с.