задачи. Расчёт рекуперативного теплообменного аппарата. Вариант 8 Геометрические характеристики кожухотрубного водоводяного теплообменного аппарата труба в трубе

• Название: Расчёт рекуперативного теплообменного аппарата. Вариант 8 Геометрические характеристики кожухотрубного водоводяного теплообменного аппарата труба в трубе
• Анкор: задачи
• Дата: 09.01.2023
• Размер: 49.85 Kb.
• Имя файла: Raschiot_rekuperativnogo_teploobmennogo_apparata_12054486.docx
• Тип: Документы; #877481

Расчёт рекуперативного теплообменного аппарата.

Вариант №8
Геометрические характеристики кожухотрубного водо-водяного теплообменного аппарата («труба в трубе»):

d₁= 0,04 м - внутренний диаметр трубы;

 = 2,5 мм – толщина стенки трубы;

D_к = 0,07 м – внутренний диаметр кожуха.

Исходные данные:

t₁’ = 94 ^оС – температура горячего теплоносителя на входе;

t₂’ = 10 ^оС – температура холодного теплоносителя на входе;

t₂” = 47 ^оС - температура холодного теплоносителя на выходе;

W₁ = 0,098 м/с – скорость горячего теплоносителя;

W₂ = 0,051 м/с – скорость холодного теплоносителя;

_ст = 50 Вт/(м К) – теплопроводность материала трубы.

Горячий теплоноситель движется по внутренней трубе, холодный – в межтрубном пространстве. Схема движения – противоток. Потерями тепла в окружающую среду пренебречь. Режим течения теплоносителя считать вязкостным.

Определить тепловой поток, передаваемый аппаратом от горячего теплоносителя холодному, площадь поверхности теплообмена и длину аппарата, а также изменение площади и длины аппарата для схемы прямотока.

Решение:

1. Температурный перепад между теплоносителями на концах аппарата, прямоток ↑↑:





противоток ↓↑:





Температурные напоры для прямотока и противотока:





В данном случае: для прямотока



для противотока;



2. Определим конечную температуру горячего теплоносителя:



( ; ;

; ; )









Вычислим по формуле:





3. Определим коэффициент теплоотдачи горячего теплоносителя:

Параметры горячего потока:

; ;

; ;

Определим режим течения:



4. Определим коэффициент теплоотдачи холодного теплоносителя

Параметры холодного потока:

( ; ;

; ; )

Определим режим течения:



5. Определим температуру стенки:

t_ст = (28,5 + 66,9) / 2 = 47,7

Выписываем значения параметров при температуре стенки 47,7 °С:

средняя плотность р_ст1 = 992,2 кг/м³;

коэффициент теплопроводности ;

удельная теплоёмкость С_рст1 = 4,174 кДж/(кг·К);

кинематическая вязкость

коэффициент объёмного расширения К^-1

число Прандтля Pr_ст1 = 4,31.

6. Так как 23001<10⁴, режим течения – переходный, число Нуссельта вычисляется по формуле:





Режим течения ламинарный и критерий Нуссельта равен:





7. Определим тепловой поток и геометрические параметры аппарата

Коэффициент теплопередачи для аппарата:



Поверхностная плотность потока:

прямоток:



противоток:


Длина теплообменника:

прямоток:



противоток:


Площадь поверхности теплообмена:

прямоток:



противоток:



Сведем ответы в следующую таблицу:

ПАРАМЕТР	РАЗМЕРНОСТЬ	ЗНАЧЕНИЕ
	Вт
		37,6
	Вт/(м*К)	7,19
	м	55,1
		6,92

где T_средн - среднелогарифмический температурный напор

T_ст – температура стенки

К_тп – коэф-т теплопередачи

L_то – длина теплообменника

F_то – площадь теплообменника