Расчетно-графическая работа. Реферат Работа содержит 21 страницу, 1 таблицу, 1 рисунок, 1 чертеж
![]()
|
Задание №23 При заданном расходе и параметрах греющего и нагреваемого теплоносителей рассчитать кожухотрубчатый водоводяной теплообменник. По трубам движется вода, в межтрубном пространстве движется конденсат. Среднее давление воды и конденсата в теплообменнике принять равным 0.5 МПа. Произвести тепловой, гидравлический, технико-экономический расчеты теплообменника. По основным вычисленным размерам вычертить чертеж теплообменника в масштабе. Значения температур теплоносителей, схема их движения и характеристика трубного пучка приведены в таблице 1. Таблица 1.
Трубки расположены по вершинам равностороннего треугольника. Трубки стальные. Реферат Работа содержит: 21 страницу, 1 таблицу, 1 рисунок, 1 чертеж. ТЕПЛООБМЕННЫЙ АППАРАТ, ВОДА, КОНДЕНСАТ, ТЕПЛОВАЯ МОЩНОСТЬ, МАССОВЫЙ РАСХОД, ЧИСЛО РЕЙНОЛЬДСА, РЕЖИМ ДВИЖЕНИЯ, ЧИСЛО НУССЕЛЬТА, КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛООТДАЧИ, КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ, СРЕДНИЙ ТЕМПЕРАТУРНЫЙ НАПОР, ПОВЕРХНОСТЬ ТЕПЛООБМЕНА, ЧИСЛО СЕКЦИЙ, ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ, СОПРОТИВЛЕНИЕ ТРЕНИЯ, МЕСТНОЕ СОПРОТИВЛЕИЕ, МОЩНОСТЬ НАСОСА, ДОХОДЫ ОТ ВНЕДРЕНИЯ, ЗАТРАТЫ, ИНТЕГРАЛЬНЫЙ ЭФФЕКТ Объект разработки: кожухотрубчатый водоводяной теплообменный аппарат. Цель: произвести тепловой, гидравлический, технико-экономический расчеты теплообменного аппарата. СОДЕРЖАНИЕ Стр. Задание . . . . . . . . . . . 2 Реферат . . . . . . . . . . . 3 Содержание . . . . . . . . . . . 4 Введение . . . . . . . . . . . 5 Основная часть . . . . . . . . . . 6 1. Тепловой расчет . . . . . . . . . 6 2. Гидравлический расчет . . . . . . . 14 3. Расчет мощности насосов . . . . . . . 16 4. Технико-экономический расчет . . . . . . 17 Заключение . . . . . . . . . . . 20 Список использованных источников . . . . . . . 21 Приложения: Чертеж теплообменного аппарата (Формат А3). ВВЕДЕНИЕ Теплообменными аппаратами называют технические устройства, в которых осуществляется передача теплоты от горячего теплоносителя холодному (нагреваемому). Теплоносителями могут быть пары, газы, жидкости. В зависимости от назначения теплообменные аппараты используют как нагреватели или как охладители. Теплообменники широко применяют в различных промышленных технологических процессах, в отопительных системах, в двигателях внутреннего и внешнего сгорания и их системах в качестве охладителя надувочного воздуха в поршневых двигателях с наддувом, а также в других целях. По принципу действия теплообменные аппараты могут быть разделены на поверхностные, в которых тепловой перенос осуществляется с использованием разделяющих поверхностей и твердых тел, и смесительные, процессы нагревания и охлаждения в которых происходят при непосредственном контакте теплоносителей. Поверхностные теплообменники в свою очередь делятся на рекуперативные и регенеративные. В рекуперативных теплообменниках горячий и холодный теплоносители перемещаются одновременно, а теплота непрерывно передается через разделяющую их стенку. В данной работе производится расчет рекуперативного теплообменного аппарата. 1. Тепловой расчет 1.1. Средняя температура теплоносителей. воды: ![]() конденсата: ![]() 1.2. Теплофизические параметры теплоносителей ¹.
1.3. Тепловая мощность теплообменника. ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 1.4. Массовый расход конденсата. ![]() ![]() ![]() 1.5. Число трубок одного хода теплоносителя. ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() 1.6. Внутренний диаметр корпуса теплообменника. ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Полученное расчетное значение округляем до ближайшей стандартной величины: ![]() 1.7. Уточняем число труб одного хода после принятия стандартной величины внешнего диаметра кожухотрубчатого аппарата. ![]() ![]() Полученное значение округлим до ближайшей целой величины: ![]() 1.8. Уточняем площадь проходного сечения одного хода воды. ![]() ![]() 1.9. Уточняем скорость воды в одном ходе. ![]() ![]() 1.10. Определяем площадь проходного сечения одного хода конденсата. ![]() ![]() 1.11. Определяем скорость конденсата в одном ходе. ![]() где ![]() ![]() 1.12. Коэффициент теплоотдачи со стороны воды. 1.12.1. Число Рейнольдса воды. ![]() где ![]() ![]() По величине числа Рейнольдса устанавливаем режим движения воды. Так как ![]() 1.12.2. Число Нуссельта воды. По установленному режиму движения воды выбираем расчетное уравнение подобия и выполняем расчет числа Нуссельта. Так как режим движения воды турбулентный, то число Нуссельта определяется формулой: ![]() где ![]() ![]() Средняя температура поверхности стенки: ![]() ![]() Отсюда следует, что ![]() ![]() 1.12.3. Коэффициент теплоотдачи воды. ![]() откуда ![]() где ![]() ![]() ![]() 1.13. Коэффициент теплоотдачи конденсата. 1.13.1. Число Рейнольдса конденсата. ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() По величине числа Рейнольдса устанавливаем режим движения конденсата. Так как ![]() 1.13.2. Число Нуссельта конденсата. По установленному режиму движения конденсата выбираем расчетное уравнение подобия и выполняем расчет числа Нуссельта. Так как режим движения конденсата турбулентный, то число Нуссельта определяется формулой: ![]() где ![]() ![]() ![]() 1.13.3. Коэффициент теплоотдачи конденсата. ![]() откуда ![]() где ![]() ![]() 1.14. Коэффициент теплопередачи теплообменного аппарата. ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 1.15. Средний температурный напор в теплообменном аппарате. Средний температурный напор в теплообменнике определяем с учетом схемы движения теплоносителей. Рассчитаем средний температурный напор для прямотока. ![]() Рис. 1. Изменение температуры теплоносителей при прямотоке. ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Так как отношение ![]() ![]() ![]() 1.16. Поверхность теплообмена. ![]() ![]() ![]() 1.17. Протяженность труб в теплообменнике. ![]() ![]() 1.18. Число секций в теплообменнике. ![]() где ![]() ![]() ![]() Отсюда следует, что число секций равно 4. 2. Гидравлический расчет 2.1. Гидравлическое сопротивление со стороны воды. 2.1.1. Сопротивление трения. ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() 2.12. Местные сопротивления. ![]() где ![]() ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 2.1.3. Суммарное гидравлическое сопротивление со стороны воды. ![]() ![]() 2.2. Гидравлическое сопротивление со стороны конденсата. 2.2.1. Сопротивление трения. ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 2.2.2. Местные сопротивления. ![]() где ![]() ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 2.2.3. Суммарное гидравлическое сопротивление со стороны конденсата. ![]() ![]() 3. Расчет мощности насосов 3.1. Мощность насоса для прокачки воды. ![]() где ![]() ![]() ![]() 3.2. Мощность насоса для прокачки конденсата. ![]() где ![]() ![]() ![]() 4. Технико-экономический расчет 4.1. Доходы от внедрения теплообменника. ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() где ![]() ![]() ![]()
![]() ![]() ![]() 4.2. Необходимые затраты. ![]() где ![]() ![]() ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 4.3. Интегральный эффект. ![]() ![]() Заключение В результате выполненных расчетов получили следующие данные: Тепловая мощность теплообменника ![]() Массовый расход конденсата ![]() Внутренний диаметр корпуса теплообменника ![]() Число трубок в теплообменнике ![]() Площадь проходного сечения воды ![]() Площадь проходного сечения конденсата ![]() Скорость воды ![]() Скорость конденсата ![]() Коэффициент теплопередачи теплообменного аппарата ![]() Средний температурный напор в теплообменнике ![]() Поверхность теплообмена ![]() Протяженность труб в теплообменнике ![]() Длина одной секции ![]() Число секций в теплообменнике ![]() Гидравлические сопротивления со стороны воды ![]() Гидравлические сопротивления со стороны конденсата ![]() Мощность насоса для прокачки воды ![]() Мощность насоса для прокачки конденсата ![]() Доходы от внедрения теплообменника ![]() Необходимые затраты ![]() Интегральный эффект ![]() Список использованных источников Антропов Г.В., Медведев В.А., Баженов А.И. Методические указания к выполнению расчетно-графической и курсовой работ по курсу «Тепломассообмен» - Саратов. СГТУ. 2006. Теплопередача: Учебник для вузов/ В.П. Исаченко, В.А. Осипова, А.С. Сукомел. - 4-е изд. перераб. и доп.- М.: Стройиздат, 1981. Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче: Учеб. Пособие для вузов. – 4-е изд., перераб. – М.: Энергия, 1980. |