|
Контрольная работа: Расчёт рекуперативного теплообменного аппаратаКонтрольная работа: Расчёт рекуперативного теплообменного аппаратаРасчёт рекуперативного теплообменного аппарата Иваново 2010 1. Расчётная часть Определим внутренний диаметр корпуса теплообменника. Исходя из того, что нам задано общее число трубок в теплообменном аппарате n=130, выбираем из таблицы 1 [1] при расположении трубок по концентрическим окружностям число трубок – 130. Тогда число труб по диагонали = 13. Наружный диаметр трубок задан и равняется dнар=22 мм. Шаг труб выбираем из соотношения S=(1,31,5) dнар=28.633, принимаем S=30 мм. k6 мм – кольцевой зазор между трубами и корпусом, принимаем k=10 мм. мм. Задаём температуру холодного теплоносителя на выходе из теплообменника. Температура насыщенного сухого водяного пара при Рн=0.6 бар: 0С. . Примем =32.44 0С. Определяем расход холодного теплоносителя G2 из уравнения неразрывности. ; м2; Средняя температура холодного теплоносителя: 0С; Из таблицы 8 [2] выписываем параметры холодного теплоносителя: кг/м3; Дж/кгК; кг/с. Из уравнения теплового баланса находим тепловую мощность аппарата Q. Вт. Строим график изменения температур теплоносителя вдоль поверхности нагрева t=f(F) и рассчитываем среднюю температуру теплоносителей . График изменения температуры теплоносителя вдоль поверхности нагрева ; ; , значит определяется как среднее арифметическое: ; 0С. Определение коэффициента теплопередачи k. ; Теплофизические свойства материала трубок таблица 6 [3] (Сталь 2Х13): ; Толщина стенки δ=0,5 (dнар-dвн)=0,5 (22–16)=3 мм Определение и . Задаёмся , – коэффициент теплоотдачи при конденсации водяного пара на одиночной горизонтальной трубе. , где из таблиц 8 и 9 [2] при Топр = Тнас = 85,95 0C. – коэффициент теплопередачи при вынужденном движении текучей среды в прямых гладких трубах. Определяем критерий Рейнольдса. 0С; м2/с; Вт/мК. >104 режим турбулентный. Значит, средняя теплоотдача рассчитывается по формуле Михеева: , -поправка, учитывающая изменение физических свойств среды от температуры. Из таблицы 8 [2]: По t0 = 23,22 0С находим Prf = 6,5048 По tw2 = 53,59 0С находим Prw =3,321 – поправка на изменение коэффициента теплоотдачи на начальном участке гидродинамической стабилизации. , значит =1. Тогда, . . Определяем k: Т.к. при расчетах температуры стенок были заданы приближенно, то их необходимо уточнить. Для этого определим удельный тепловой поток исходя из температур теплоносителей: . Температуры стенок могут быть найдены из выражений: , 0С, 0С. Пересчитаем α1 и α2: При =45,11 0С найдём значения Prw: Prw=3,917, . . . Уточним коэффициент теплопередачи: Ещё раз определим значения температур стенок: , 0С, 0С. Пересчитаем α1 и α2: При =46,53 0С найдём значения Prw: Prw=3,807, . . . Уточним коэффициент теплопередачи: Ещё раз определим значения температур стенок: , 0С, 0С. Т.к. расхождение с предыдущими температурами менее 1%, то полученную в последнем приближении величину k=2934,02 Вт/м2К будем считать окончательной. 2. Площадь поверхности теплообмена Fрасч из уравнения теплопередачи , теплообменник корпус уравнение нагрев м2, Сравниваем и . – действительная площадь поверхности теплообмена. Т.к. коэффициенты теплопередачи имеют разные порядки, то в качестве берём диаметр, равный м, т. к. <. м2. Т.к. >5% то перезадаём значение t2, и производим расчёт заново с пункта 1. Задаём температуру холодного теплоносителя на выходе из теплообменника. Используя формулу эффективности для конденсации, найдем . 0С. Определяем расход холодного теплоносителя G2 из уравнения неразрывности. ; м2; Средняя температура холодного теплоносителя: 0С; Из таблицы 8 [4] выписываем параметры холодного теплоносителя: кг/м3; Дж/кгК; кг/с. Из уравнения теплового баланса находим тепловую мощность аппарата Q. Вт. Строим график изменения температур теплоносителя вдоль поверхности нагрева t=f(F) и рассчитываем среднюю температуру теплоносителей . График изменения температуры теплоносителя вдоль поверхности нагрева ; ; , значит определяется как среднее арифметическое: ; 0С. Определение коэффициента теплопередачи k. ; Теплофизические свойства материала трубок таблица 6 (Сталь 2х13): ; Толщина стенки δ=0,5 (dнар-dвн)=0,5 (22–16)=3 мм Определение и . Задаёмся , – коэффициент теплоотдачи при конденсации водяного пара на одиночной горизонтальной трубе. , где из таблиц 8 и 9 [2] при Топр = Тнас = 85,95 0C. – коэффициент теплопередачи при вынужденном движении текучей среды в прямых гладких трубах. Определяем критерий Рейнольдса. 0С; м2/с; Вт/мК. >104 режим турбулентный. Значит, средняя теплоотдача рассчитывается по формуле Михеева: , -поправка, учитывающая изменение физических свойств среды от температуры. Из таблицы 8 [2]: По t0 = 22,670С находим Prf = 6,5928 По tw2 = 53,310С находим Prw =3,381 – поправка на изменение коэффициента теплоотдачи на начальном участке гидродинамической стабилизации. , значит =1. Тогда, . . Определяем k: Т.к. при расчетах температуры стенок были заданы приближенно, то их необходимо уточнить. Для этого определим удельный тепловой поток исходя из температур теплоносителей: . Температуры стенок могут быть найдены из выражений: , 0С, 0С. Пересчитаем α1 и α2: При =44,79 0С найдём значения Prw: Prw=3,941, . . . Уточним коэффициент теплопередачи: Ещё раз определим значения температур стенок: , 0С, 0С. Пересчитаем α1 и α2: При =46,22 0С найдём значения Prw: Prw=3,831, . . . Уточним коэффициент теплопередачи: Ещё раз определим значения температур стенок: , 0С, 0С. Т.к. расхождение с предыдущими температурами менее 1%, то полученную в последнем приближении величину k=2928,45 Вт/м2К будем считать окончательной. Находим площадь поверхности теплообмена Fрасч из уравнения теплопередачи. , м2, Сравниваем и . – действительная площадь поверхности теплообмена. Т.к. коэффициенты теплопередачи имеют разные порядки, то в качестве берём диаметр, равный м, т.к. <. м2. <5% Из уравнения теплового баланса находим расход горячего теплоносителя G1. ; кг/с. Заключение В результате расчета получили: Температуры холодного теплоносителя на выходе – Расходы горячего и холодного теплоносителей: G1 = 1,48 кг/с G2 = 46,86 кг/с Внутренний диаметр корпуса D = 0,402 м. Тепловая мощность аппарата Q = Вт Список литературы 1. Шипилов В.М., Бухмиров В.В., Чухин И.М. Пример расчета теплообменника: Методические указания к курсовой работе. – Иваново, 1988. 2. Бухмиров В.В. Расчет коэффициента конвективной теплоотдачи: Методические указания к выполнению практических и лабораторных занятий. – Иваново, 2007. 3. Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче. – М.: Энергия, 1980. |
НОВОСТИ |
ВХОД |
|
Рефераты бесплатно, реферат бесплатно, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты, рефераты скачать, рефераты на тему, сочинения, курсовые, дипломы, научные работы и многое другое. |
||
При использовании материалов - ссылка на сайт обязательна. |