использование тепла выхлопных газов для теплоснабжения. Реферат бакалаврская работа, 68 с., 4 рис., 16 табл., 10 источников, 1 прил. Система теплоснабжения, вторичные энергоресурсы пластинчатый теплообменник, утилизационный теплообменник, тепловая изоляция труб

• Название: Реферат бакалаврская работа, 68 с., 4 рис., 16 табл., 10 источников, 1 прил. Система теплоснабжения, вторичные энергоресурсы пластинчатый теплообменник, утилизационный теплообменник, тепловая изоляция труб
• Анкор: использование тепла выхлопных газов для теплоснабжения
• Дата: 06.09.2019
• Размер: 1.21 Mb.
• Имя файла: Doc1.docx
• Тип: Реферат; #86093
• страница: 7 из 11

4.4 Подбор оборудования

Для теплоснабжения можно получить тепловую энергию от двух источников: 1от охлаждения двигателя ГПУ, 2от утилизации тепла дымовых газов.

Отвод тепла рубашки охлаждения и масляного радиатора согласно технической характеристике двигателя составляет: кВт.

Тепловая мощность, получаемая путем утилизации тепла дымовых газов при номинальной загрузке ГПУ:

=·(д.г.)·(

(4.10)

4.4.1 Подбор и расчет пластинчатого теплообменника.

Задание: выбрать тип, рассчитать и подобрать нормализованный вариант конструкции пластинчатого теплообменника.

Исходные данные:

Параметры горячего теплоносителя (тосол):

Температура:

вход =99℃;

выход =85℃.

Параметры хладагента (вода):

Расход G₂=12,4 кг/с;

Температура:

вход =70℃;

выход =86,6℃.

Решение: движение теплоносителей в пластинчатом теплообменнике противоточное.

Средняя температура воды ,℃:

(4.11)

Средняя разность температур ∆,℃:

Средняя температура тосола:
(4.13)

Теплофизические свойства тосола при =℃[6]:

Плотность кг/м³;

Теплопроводность 0,39 Вт/(м·К);

Теплоемкость 3,497 кДж/(кг·К);

Динамическая вязкость·10^-3 Па·с.

Теплофизические свойства воды при =℃[7]:

Плотность ρ₂=972,8 кг/м³;

Теплопроводность 0,673 Вт/(м·К);

Теплоемкость4,194 кДж/(кг·К);

Динамическая вязкость0,363·10^-3 Па·с.

Тепловая нагрузка Q, кВт:

Расход греющего тосола :



Ориентировочные значения коэффициента теплопередачи принимаются по данным таблицы 4.8 [1]. При вынужденном движении при теплопередаче от жидкости к жидкости (воде) рекомендуется принимать k_ор=800…1700 Вт/(м²·К). Поскольку теплофизические свойства тосола отличаются от свойств воды, примем k_ор=700 Вт/(м²·К).

Ориентировочная поверхность теплопередачи F_ор, м²:

Рассмотрим пластинчатый теплообменник типа ТПР (исполнение I) поверхностью F = 90 м²; f = 0,6 м²,количество пластин N=150 шт.

Техническая характеристика пластин:

Поверхность теплообмена f = 0,6 м²;

Эквивалентный диаметр канала =7,4·10^-3 м;

Поперечное сечение канала S=26,2·10^-4 м²;

Приведенная длина канала =0,89 м;

Габаритные размеры:

• 
  длина – 1375 мм;
  
• 
  ширина – 600 мм;
  
• 
  толщина −1,0 мм.
  

Масса пластины – 6,5 кг.

С целью увеличения коэффициента теплоотдачи, а следовательно, и коэффициента теплопередачи увеличиваем число пакетов (ходов) в теплообменнике.

Выбираем компоновку пластин по три симметричных пакета по схеме:

где 25

−

количество межпластинных каналов в каждом пакете, в числителе показано число пакетов (ходов) – три для охлаждаемой среды (тосола), в знаменателе – аналогичные условные обозначения для нагреваемой среды (воды).

Скорость горячей жидкости (тосола) в двадцати пяти каналах (=25) , м/с:




Критерий Прандтля Pr:

Критерий Рейнольдса :

т.е. режим турбулентный.

Коэффициент теплоотдачи от тосола к стенке при >50 , Вт/(м²·К):

где множитель , учитывающий неизотермичность процесса, принимаем равным единице, так как температуры жидкости и стенки не сильно отличаются, откуда

=4653,5 Вт/(м²·К).
Скорость воды в двадцати пяти каналах (=25) , м/с:

Критерий Прандтля :

Критерий Рейнольдса :


т.е. режим турбулентный.

Коэффициент теплоотдачи от стенки к воде , Вт/(м²·К):







Принимаем:

− – тепловая проводимость загрязнений со стороны тосола,табл.39 [1];

− – тепловая проводимость загрязнений со стороны воды среднего качества табл.39 [1];

− теплопроводность нержавеющей стали табл.17[1];

− =1·10^-3 м – толщина гофрированной пластины.

Общее термическое сопротивление , (м²·К)/Вт:

=

(4.27)

Коэффициент теплопередачи k, Вт/(м²·К):


k=1080,5 Вт/(м²·К).
Расчетная поверхность теплопередачи Fр, м²:
F_р= Q/ k·∆=864·10³/1080,5·13,7=58,5 м². (4.29)
Принимаем к установке разборный пластинчатый теплообменник типа ТПР (исполнение I) поверхностью теплопередачи F = 90 м²; поверхность пластины f = 0,6 м², количество пластин N=150 шт., масса аппарата 1350 кг.

Гидравлическое сопротивление теплообменника

Исходные данные

Теплоноситель – тосол;

;

;

Число пакетов для тосола, включенных последовательно х₁=3 шт.;

Приведенная длина канала L_п=0,89 м;

Эквивалентный диаметр каналов ;

Плотность тосола ;

Диаметр штуцеров d_шт.1=0,2 м.

Коэффициент гидравлического сопротивления при турбулентном режиме :

Скорость движения тосола в штуцерах w_шт.1, м/с:


поэтому необходимо учесть гидравлическое сопротивление в штуцерах.

Гидравлическое сопротивление теплообменника для тосола ∆Р₁, Па:

(4,31)

Исходные данные

Теплоноситель – охлаждающая вода;

;

;

Число пакетов для воды, включенных последовательно х₂=3 шт.;

Приведенная длина канала L_п=0,89 м;

;

Плотность воды ;

Диаметр штуцеров d_шт.1=0,2 м.

Коэффициент гидравлического сопротивления при турбулентном режиме :

Скорость движения тосола в штуцерах w_шт.2, м/с:

поэтому необходимо учесть гидравлическое сопротивление в штуцерах.

Гидравлическое сопротивление теплообменника для тосола ∆Р₂, Па: