Газовоздушный теплообменный аппарат

Определение величины поверхности теплообмена, высоты труб в одном ходе, расположенных поперек, вдоль потока воздуха, трубчатого двухходового воздухоподогревателя парогенератора. Определение размеров вертикального четырехходового трубчатого теплообменника.

Рубрика Производство и технологии
Вид реферат
Язык русский
Дата добавления 23.01.2015
Размер файла 1,0 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Условие задачи и исходные данные

Определить величину поверхности теплообмена, высоту труб в одном ходе и количество труб, расположенных поперек и вдоль потока воздуха, трубчатого двухходового воздухоподогревателя парогенератора. Дымовые газы (13% СО2; 11% H2O; 76% N2) движутся внутри стальных труб. Трубы расположены в шахматном порядке с шагом S1=S2=1,3·d2 .

Данные к расчету газовоздушного теплообменного аппарата.

Цифры зачетной

книжки

t'1 ,

°C

t"1 ,

°C

лст ,

Вт/м·К

t'2 ,

°C

t"2 ,

°C

Q,

кВт

d2 /d1,

мм

W1 ,

м/c

W2 ,

м/c

73

380

190

45

35

125

380

89/81

16

6

Обозначения

t - температура (индексы 1 и 2 относятся к дымовым газам и воздуху соответственно; со штрихом - начальные значения, с двумя штрихами - конечные).

лст - коэффициент теплопроводности материала стенки трубы.

d - диаметры труб (наружный и внутренний).

Q - тепловой поток в теплообменном аппарате.

c, л, н, с - теплоемкость, теплопроводность, кинематическая вязкость, плотность сред (индексы 1 и 2 относятся к дымовым газам и воздуху соответственно). Физические свойства сред принимаются по их средним температурам сред.

Тепловой расчет

Средняя температура дымовых газов:

Средняя температура воздуха:

Расход дымовых газов:

Расход воздуха:

Число Рейнольдса для дымовых газов (движение внутри труб):

Число Рейнольдса для воздуха (поперечное обтекание труб):

В обоих случаях наблюдается турбулентный режим течения.

Числа Прандтля для дымовых газов и воздуха при их средних температурах: Pr1 = 0,65; Pr2 = 0,69.

Числа Нуссельта для дымовых газов (при движении в гладких трубах) и воздуха (при поперечном обтекании труб, расположенных в шахматном порядке) определяются по критериальным уравнениям:

Коэффициенты теплоотдачи от дымовых газов к стенке и от стенки к воздуху:

Коэффициент теплопередачи в теплообменном аппарате:

Средний температурный напор в теплообменном аппарате:

Поправка к температурному коэффициенту (е):

По графику (метод. указания, рис. 14) определяется поправка: е = 0,9.

Необходимая поверхность теплообмена:

Общее число труб в теплообменном аппарате:

Длина труб в одном ходе:

Общая длина труб: 2*4,72 = 9,44 м.

Живое сечение для прохода воздуха:

Число труб, расположенных поперек потока:

Число труб, расположенных вдоль потока:

Таким образом, общее число труб: n = 6·7 = 42.

Гидравлический расчет

Коэффициенты трения в каналах (трубах) для дымовых газов и при поперечном обтекании пучка труб (шахматный порядок) для воздуха:

Потери давления на трение в каналах для всего аппарата (суммарные для двух ходов: в трубах для дымовых газов и в межтрубном пространстве для воздуха):

Местные сопротивления состоят из входа в аппарат, поворота на 180° при переходе из одного хода другой (для воздуха), выхода из аппарата. Численные значения коэффициентов этих местных сопротивлений для дымовых газов равны: 1,5 - вход и 1,5 - выход. Для воздуха: 1,5 - вход; 2,5 - поворот; 1,5 - выход.

Суммарные коэффициенты местных сопротивлений для дымовых газов и воздуха применительно ко всему аппарату:

Потери давления на местных сопротивления применительно ко всему аппарату

Суммарные потери давления на трение и на местных сопротивлениях:

Необходимые мощности для транспортировки дымовых газов и

воздуха через теплообменный аппарат:

Коэффициент полезного действия вентиляторов з = 0,5…0,6

Размещено на http://www.allbest.ru/

Газовоздушный теплообенный аппарат.

1 -- стальные трубы 89/81 мм; 2, 6 -- верхняя и нижняя трубные доски; 3 -- компенсатор тепловых расширений; 4 -- воздухоперепускной короб; 5 -- промежуточная трубная доска; 7, 8 -- опорная рама и колонны.

Основные параметры аппарата

Длина труб одной секции - 4,72 м.

Общая длина труб - 9,44 м.

Поверхность теплообмена - 93,7 м2

Общее число труб - 42.

Число рядов труб вдоль потока - 7.

Число труб поперек потока - 6.

Коэффициент теплопередачи - 22,4 Вт/м2 ·К.

Пароводяной теплообменный аппарат

Условие задачи и исходные данные

Определить величину поверхности теплообмена и основные размеры вертикального четырехходового трубчатого теплообменника, предназначенного для нагрева воды. Вода движется внутри латунных трубок. Греющим теплоносителем является сухой насыщенный водяной пар, который конденсируется на внешней поверхности трубок.

Потери теплоты в окружающую среду не учитывать.

Данные к расчету пароводяного теплообменного аппарата

теплообмен трубчатый воздухоподогреватель четырехходовой

Цифры

зачетной

книжки

t'2 ,

°C

t"2 ,

°C

лст ,

Вт/м·К

Р, МПа

Q,

кВт

d2 /d1,

мм

w1 , м/с

w2 , м/с

73

25

75

102

0,198

2500

16/14

8

0,8

Обозначения

t - температура (индексы 1 и 2 относятся к пару и воде соответственно; со штрихом - начальные значения, с двумя штрихами - конечные).

лст - коэффициент теплопроводности материала стенки.

d - диаметры трубок (наружный и внутренний).

Q - тепловой поток в теплообменном аппарате.

w - скорости движения сред (индексы 1 и 2 относятся к пару и воде соответственно)

c, л, н, с, r, - теплоемкость, теплопроводность, кинематическая вязкость, плотность, удельная теплота парообразования сред (индексы 1 и 2 относятся к пару и воде соответственно).

Физические свойства пара принимаются по его давлению; воды - по ее средней температуре.

Тепловой расчет

Температура пара и удельная теплота парообразования определяются по справочным таблицам при заданном давлении пара: t1 = 120°C; r = 2207 кДж/кг.

Средняя температура воды:

Расход пара:

Расход воды:

Число Рейнольдса для воды (внутри труб):

Средний температурный напор в теплообменном аппарате:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Графики температур пара и воды в теплообменном аппарате.

Ориентировочное значение температуры на наружной поверхности трубки:

Ориентировочное значение высоты трубок (H) принимается 1,5 м.

При температуре пара 120°С параметр А = 70,3 1/м·°С; параметр В = 7,65·10-3 м/Вт.

Определяется параметр Z:

Число Рейнольдса для конденсатной пленки на вертикальной трубе при Z > 2300 (комбинированный режим течения пленки):

Коэффициент теплоотдачи от конденсирующегося пара:

Числа Прандтля для пленки конденсата при температурах пара и стенки: Pr1 = 1,43; Pr1с = 2,07.

Число Нуссельта для воды:

Прандтль воды при температуре стенки: Pr2c = 2,07 (при температуре 86,5°С - ориентировочное значение).

Коэффициенты теплоотдачи от стенки к воде:

Коэффициент теплопередачи в теплообменном аппарате:

Необходимая поверхность теплообмена:

Общее число труб в одном ходе теплообменного аппарата:

Число трубок в четырех ходах теплообменного аппарата:

m = 99·4 = 396

Высота труб в теплообменном аппарате:

Уточненные температуры стенки:

Повторный расчет

Принимается новое значение высоты трубок H = 0,7 м.

Определяется параметр Z:

Число Рейнольдса для конденсатной пленки на вертикальной трубе при Z < 2300 (ламинарный режим течения пленки):

Коэффициент теплоотдачи от конденсирующегося пара:

Число Нуссельта для воды:

Прандтль при уточненной температуре стенки: Pr2c = 2,09.

Коэффициент теплоотдачи от стенки к воде:

Коэффициент теплопередачи в теплообменном аппарате:

Необходимая поверхность теплообмена:

Высота труб в теплообменном аппарате:

Уточненные температуры стенки и числа Прандтля:

Отклонение полученных результатов от исходных величин находится в пределах точности расчета.

Окончательно принимаем: S = 12,9 м2; H = 0,7 м.

Внутренний диаметр корпуса теплообменного аппарата:

з = 0,6 - коэффициент заполнения трубной решетки.

Диаметры паровых в водяных патрубков:

Гидравлический расчет

Гидравлическое сопротивление пароводяных подогревателей по межтрубному пространству при конденсации пара на пучке вертикальных или горизонтальных трубок, как правило, не определяется. Величина такого сопротивления при нормальной эксплуатации теплообменных аппаратов, работающих с небольшими скоростями греющего пара - до 10 м/с в межтрубном пространстве, очень мала [6].

Коэффициент трения для воды в трубах:

Потери давления на трение в трубах для всего аппарата (в четырех ходах):

Местные сопротивления состоят из входа в аппарат и выхода из него; входа в трубки и выхода из трубок в каждом ходе; поворотов на 180° при переходе из одного хода в другой. Численные значения коэффициентов этих местных сопротивлений равны соответственно: 1,5; 1,0; 2,5.

Суммарный коэффициент местных сопротивлений для воды применительно ко всему аппарату:

Потери давления на местных сопротивления применительно ко всему аппарату:

Суммарные потери давления на трение и на местных сопротивлениях:

Необходимая мощность насоса для транспортировки воды через теплообменный аппарат:

Коэффициент полезного действия насосов з = 0,5…0,6.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Пароводяной четырехходовой теплообменный аппарат.

1 - корпус (обечайка); 2 - трубные решетки; 3 - трубы; 4 - крышки; 5 -перегородки в крышках; 6 - перегородки в межтрубном пространстве.

Основные параметры теплообменного аппарата

Длина труб (поз. 3) - 0,7 м.

Число труб в одном ходе - 99.

Общее число труб - 396.

Поверхность теплообмена - 12,9 м2.

Коэффициент теплопередачи - 2894 Вт/м2·К.

Тепловой поток, передаваемый в аппарате - 2500 кВт.

Диаметр корпуса - 0,678 м

Расчетный диаметр парового патрубка - 0,36 м (ближайший стандартный - 400*4 мм)

Расчетный диметр водяного патрубка - 0,123 м (ближайший стандартный - 17*2,2 мм).

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Проектирование теплообменного аппарата. Термодинамический и гидродинамический расчет. Теплофизические свойства теплоносителей, компоновка теплообменной системы. Определение потери давления горячего и холодного теплоносителя при прохождении через аппарат.

    курсовая работа [290,0 K], добавлен 19.01.2010

  • Тепловой расчет площади теплопередающей поверхности вертикального парогенератора. Уравнение теплового и материального баланса ПГ АЭС. Расчет среднего угла навивки труб поверхности нагрева. Режимные и конструктивные характеристики ступеней сепарации пара.

    курсовая работа [252,6 K], добавлен 13.11.2012

  • Технологический расчет кожухотрубчатого теплообменного аппарата для установки АВТ. Определение начальной температуры нефти и выбор теплообменника. Расчет гидравлического сопротивления. Описание схемы работы аппарата. Схема контроля и регулирования.

    курсовая работа [624,1 K], добавлен 11.03.2011

  • Конструкторский расчет рекуперативного кожухотрубного вертикального теплообменника, определение эскизной площади поверхности теплообмена. Компоновка трубного пучка и межтрубного пространства. Гидравлический и прочностной расчет теплообменного аппарата.

    курсовая работа [1,8 M], добавлен 27.12.2013

  • Комплекс расчетно-графических работ, по конструированию, выбору кожухотрубного теплообменника и подбору вспомогательного оборудования к нему для проведения технологических процессов в мясной промышленности. Новизна принятых конструктивных решений.

    курсовая работа [579,1 K], добавлен 16.05.2008

  • Схема котельного агрегата. Функции топочного устройства. Рекуперативные, регенеративные воздухоподогреватели. Составление модели расчета воздухоподогревателя. Расчет проточной части трубного пространства. Определение внутреннего диаметра корпуса аппарата.

    курсовая работа [322,5 K], добавлен 20.11.2010

  • Технологическая схема, тепловой, материальный, гидравлический и конструктивный расчеты кожухотрубного теплообменника. Определение средней движущей силы процесса, расхода охлаждающей воды и требуемой поверхности теплообмена для разного расположения труб.

    реферат [220,9 K], добавлен 07.03.2015

  • Назначение регенеративных подогревателей питательной воды. Использование в качестве греющей среды пара промежуточных отборов турбин. Определение и расчет площади поверхности теплообмена подогревателя, количества и длины труб, диаметра корпуса аппарата.

    курсовая работа [299,1 K], добавлен 28.03.2010

  • Разработка температурного графика нагрева печи, определение интенсивности внешнего теплообмена в рабочем пространстве. Расчет горелочных устройств и металлического трубчатого петлевого рекуператора. Автоматическое регулирование тепловой нагрузки печи.

    курсовая работа [2,7 M], добавлен 29.06.2011

  • Теплообменный аппарат как устройство, в котором осуществляется теплообмен между двумя теплоносителями, имеющими различные температуры, принцип его работы, внутренняя структура и элементы. Технология сварки титановых сплавов, выбор приспособлений.

    курсовая работа [740,3 K], добавлен 06.12.2013

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.