Реферати українською » Физика » Розрахунок рекуперативного теплообмінного апарату


Реферат Розрахунок рекуперативного теплообмінного апарату


>Расчетрекуперативного теплообмінного апарату

Іваново 2010


1.Расчетная частина

>Определим внутрішній діаметр корпусу теплообмінника.

Виходячи з розуміння, що мені поставлено загальна кількість трубок втеплообменном апаратіn=130, вибираємо з таблиці 1 [1] при розташуванні трубок поконцентрическимокружностям число трубок – 130. Тоді число труб по-діагоналі = 13.

>Наружний діаметр трубок заданий і дорівнюєdнар=22 мм.

Крок труб вибираємо з співвідношенняS=(1,31,5)dнар=28.633, приймаємоS=30 мм.

>k6 мм – кільцевої зазор між трубами і корпусом, приймаємоk=10 мм.

 мм.

>Задаем температуру холодного теплоносія виході з теплообмінника.

Температура насиченого сухого водяної пари при Рзв=0.6 бар:

 0З.

.

Приймемо =32.44 0З.

Визначаємо витрата холодного теплоносіяG2 з рівняння нерозривність.

;


 м2;

Середня температура холодного теплоносія:

 0З;

З таблиці 8 [2] виписуємо параметри холодного теплоносія:

 >кг/м3;

 >Дж/кгК;

 >кг/с.

З рівняння теплового балансу знаходимо теплову потужність апаратуQ.

 Вт.

Будуємо графік зміни температур теплоносія вздовж поверхні нагрівуt=f(F) і розраховуємо середньої температури теплоносіїв .

Графік зміни температури теплоносія вздовж поверхні нагріву


;

;

, отже окреслюється середнє арифметичне:

;

 0З.

Визначення коефіцієнта теплопередачіk.

;

>Теплофизические властивості матеріалу трубок таблиця 6 [3] (Сталь2Х13): ;

Товщина стінки=0,5 (>dнар->d>вн)=0,5 (22–16)=3 мм

Визначення й .

>Задаемся

,

 – коефіцієнт тепловіддачі при конденсації водяної пари на одиночній горизонтальній трубі.


,

де з таблиць 8 і 9-те [2]

приТопр =Тнас = 85,95 0З.

 – коефіцієнт теплопередачі при вимушеному русі текучої середовища у прямих гладких трубах.

Визначаємо критерійРейнольдса.

 0З;

 м2/з;

 >Вт/мК.

>104 режим турбулентний.

Отже, середня тепловіддача вираховується за формулою Михєєва:

,

-поправка, враховує зміна фізичних властивостей середовища від температури.

З таблиці 8 [2]:

Поt0 = 23,22 0З знаходимоPrf = 6,5048

Поtw2 = 53,59 0З знаходимоPrw =3,321

 – поправка зміну коефіцієнта тепловіддачі на початковому ділянці гідродинамічної стабілізації.

, отже =1.

Тоді, .

.

Визначаємоk:

>Т.к. під час розрахунків температури стінок було запропоновано наближено, їх слід уточнити. І тому визначимо питомий теплової потік з температур теплоносіїв:

.

Температури стінок вдасться знайти з висловів:

,


0З,

0З.

>Пересчитаем1 і2:

При =45,11 0З знайдемо значенняPrw:

>Prw=3,917,

.

.

.

Уточнимо коефіцієнт теплопередачі:

Укотре визначимо значення температур стінок:

,

 0З,

 0З.

>Пересчитаем1 і2:


При =46,53 0З знайдемо значенняPrw:

>Prw=3,807,

.

.

.

Уточнимо коефіцієнт теплопередачі:

Укотре визначимо значення температур стінок:

,

 0З,

 0З.

>Т.к. розбіжність з температурами менш 1%, то одержаний прибуток у останньому наближенні величинуk=2934,02Вт/м2До вважатимемо остаточної.

2. Площа поверхні теплообмінуFрасч з рівняння теплопередачі

,

теплообмінник корпус рівняння нагрівання

 м2,


>Сравниваем і .

 – справжня площа поверхні теплообміну.

>Т.к. коефіцієнти теплопередачі мають різні порядки, то ролі беремо діаметр, рівний м, т. до. <.

 м2.

>Т.к. >5% топерезадаем значенняt2, і виробляємо розрахунок наново, з пункту 1.

>Задаем температуру холодного теплоносія виході з теплообмінника. Використовуючи формулу ефективності для конденсації, знайдемо .

 0З.

Визначаємо витрата холодного теплоносіяG2 з рівняння нерозривність.

;

 м2;

Середня температура холодного теплоносія:


 0З;

З таблиці 8 [4] виписуємо параметри холодного теплоносія:

 >кг/м3;

 >Дж/кгК;

 >кг/с.

З рівняння теплового балансу знаходимо теплову потужність апаратуQ.

 Вт.

Будуємо графік зміни температур теплоносія вздовж поверхні нагрівуt=f(F) і розраховуємо середньої температури теплоносіїв .

Графік зміни температури теплоносія вздовж поверхні нагріву

;

;

, отже окреслюється середнє арифметичне:


;

 0З.

Визначення коефіцієнта теплопередачіk.

;

>Теплофизические властивості матеріалу трубок таблиця 6 (Сталь2х13): ;

Товщина стінки=0,5 (>dнар->d>вн)=0,5 (22–16)=3 мм

Визначення й .

>Задаемся ,

 – коефіцієнт тепловіддачі при конденсації водяної пари на одиночній горизонтальній трубі.

,

де з таблиць 8 і 9-те [2]

приТопр =Тнас = 85,95 0З.

 – коефіцієнт теплопередачі при вимушеному русі текучої середовища у прямих гладких трубах.

Визначаємо критерійРейнольдса.

 0З;

 м2/з;

 >Вт/мК.

>104 режим турбулентний.

Отже, середня тепловіддача вираховується за формулою Михєєва:

,

-поправка, враховує зміна фізичних властивостей середовища від температури.

З таблиці 8 [2]:

Поt0 = 22,670З знаходимоPrf = 6,5928

Поtw2 = 53,310З знаходимоPrw =3,381

 – поправка зміну коефіцієнта тепловіддачі на початковому ділянці гідродинамічної стабілізації.

, отже =1.

Тоді, .


.

Визначаємоk:

>Т.к. під час розрахунків температури стінок було запропоновано наближено, їх слід уточнити. І тому визначимо питомий теплової потік з температур теплоносіїв:

.

Температури стінок вдасться знайти з висловів:

,

0З,

0З.

>Пересчитаем1 і2:

При =44,79 0З знайдемо значенняPrw:

>Prw=3,941,

.


.

.

Уточнимо коефіцієнт теплопередачі:

Укотре визначимо значення температур стінок:

,

 0З,

 0З.

>Пересчитаем1 і2:

При =46,22 0З знайдемо значенняPrw:

>Prw=3,831,

.

.

.

Уточнимо коефіцієнт теплопередачі:


Укотре визначимо значення температур стінок:

,

 0З,

 0З.

>Т.к. розбіжність з температурами менш 1%, то отриманий прибуток у останньому наближенні величинуk=2928,45Вт/м2До вважатимемо остаточної.

Знаходимо площа поверхні теплообмінуFрасч з рівняння теплопередачі.

,

 м2,

>Сравниваем і .

 – справжня площа поверхні теплообміну.

>Т.к. коефіцієнти теплопередачі мають різні порядки, то ролі беремо діаметр, рівний м,т.к. <.

 м2.

<5%

З рівняння теплового балансу знаходимо витрата гарячого теплоносіяG1.

;

 >кг/с.


Укладання

Через війну розрахунку отримали:

Температури холодного теплоносія не вдома –

Витрати гарячого і холодного теплоносіїв:

>G1 = 1,48кг/с

>G2 = 46,86кг/с

Внутрішній діаметр корпусу D = 0,402 м.

Теплова потужність апаратуQ = Вт


Список літератури

1.Шипилов В.М.,Бухмиров В.В.,Чухин І.М. Приклад розрахунку теплообмінника: Методичні вказівки до курсової роботі. – Іваново, 1988.

2.Бухмиров В.В. Розрахунок коефіцієнта конвективного тепловіддачі: Методичні вказівки до виконання практичних і лабораторних занять. – Іваново, 2007.

3.КраснощековЕ.А.,Сукомел О.С. Задачника потеплопередаче. – М.: Енергія, 1980.


Схожі реферати:

Навігація