Тепловой расчет кожухотрубчатых теплообменных аппаратов
Расчет тепловой мощности теплообменника и массового расхода холодного теплоносителя. Графики изменения температуры теплоносителей при прямоточном и противоточном их движении. Определение коэффициента теплоотдачи от горячего теплоносителя к стенкам.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 26.02.2018 |
| Размер файла | 2,5 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/
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФГБОУ ВО Башкирский государственный аграрный университет
Факультет Энергетический
Кафедра Теплоэнергетики и физики
РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА
Тепловой расчет кожухотрубчатых теплообменных аппаратов
Рахматулова Румия Ранильевна
Специальность Теплоэнергетика и теплотехника
Форма обучения Очная
Курс, группа 2, ТТ-201
Преподаватель: к.т.н., доцент
Инсафуддинов С.З.
Уфа 2017
ОГЛАВЛЕНИЕ
- 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОВОЙ МОЩНОСТИ
- 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕГО ТЕМПЕРАТУРНОГО НАПОРА
- 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ТЕПЛООТДАЧИ
- 4. РАСЧЕТ КОЭФФИЦИНТА ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ ЧЕРЕЗ ТОНКОСТЕННЫЕ ТРУБЫ
- 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОЩАДИ ПОВЕРХНОСТНОГО НАГРЕВА
- 6. РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА ТРУБ
- БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Исходные данные для расчета принимаются по последним цифрам номера зачетной книжки и порядкового номера в списке группы. Номера пунктов (№ п/п) задания №1-7 - по последней цифре номера зачетной книжки; №8-10 - по предпоследней цифре; №11-17 - по последней цифре порядкового номера в списке группы.
Дано:
Тип теплообменника - паровоздушный;
Расположение труб - вертикальное;
Материал труб - латунь;
Р1 = 0,25 МПа;
Р2 = 0,10 МПа;
= - 30 oC;
= 60 oC;
mt1 = 2,0 кг/с;
?1 = 1,25 м/с;
Н = 1,5 м;
dвн =16 мм;
dн = 20 мм.
Найти:
Ф; mt2; F; nтр.
1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОВОЙ МОЩНОСТИ
Рассчитаем тепловую мощность теплообменника, кВт. Так как горячим теплоносителем является пар, то уравнение тепловой мощности имеет вид:
, (1)
где
D - расход пара, кг/с;
hn - энтальпия пара, определяется по h,s- диаграмме водяного пара в зависимости от давления как энтальпия сухого насыщенного пара (Дж/кг);
hk - энтальпия конденсата; определяется как энтальпия жидкости; считают, что в теплообменнике конденсат не переохлаждается (Дж/кг).
hn = 2720 кДж/кг
hk = 546,7 кДж/кг
Находим массовый расход холодного теплоносителя в кг/с по формуле:
(2)
где
- температура холодного теплоносителя на входе и выходе аппарата, К;
Cp2 - массовая изобарная теплоемкость теплоносителя, (Дж/кг•К), принимается по справочным таблицам в зависимости от вида теплоносителя при его средней температуре.
Cp2 = 4191,5 Дж/кг•К
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕГО ТЕМПЕРАТУРНОГО НАПОРА
Начертим схему теплообменника и графики изменения температуры теплоносителей при прямоточном и противоточном их движении.
Рисунок 1 Схема теплообменника
Определим температуру насыщения tн по таблице физических свойств водяного пара в состоянии насыщения при давлении p1 = 0,25 МПа
tн = 129 оС
Рисунок 2 Изменение температуры греющего и нагреваемого теплоносителей по длине прямоточного (а) и противоточного (б) теплообменников
Найдем наибольшую и наименьшую разность температур между теплоносителями
(3)
(4)
Определим средний температурный напор в оС по формуле:
(5)
Для пароводяного типа теплообменника для прямоточного и противоточного движения теплоносителя будет одинаков.
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ТЕПЛООТДАЧИ
Для начала, найдем температуру стенки по формуле:
(6)
Определим коэффициент теплоотдачи от горячего теплоносителя к стенкам труб б1:
(7)
где
- плотности жидкости и пара, кг/м3;
r - теплота парообразования, равная теплоте конденсации пара, Дж/кг;
g - ускорение свободного падения, м/с2;
- кинематичская вязкость жидкости, м2/с;
- теплопроводность жидкости, Вт/(мК);
- наружный диаметр труб, м.
r = 2174,3 кДж/кг;
= 943 кг/м3; = 1,121 кг/м3
= 0,69 Вт/(м•К)
= 0,25 • 10-6 м2/с
Определим число Рейнольдса для холодного теплоносителя по формуле:
(8)
где
-скорость движения теплоносителя, м/с;
- кинематичская вязкость теплоносителя при его средней температуре, м2/с;
- внутренний диаметр труб, м.
Так как Re > 104, то режим течения - турбулентный.
Рассчитаем число Нуссельта по формуле для турбулентного режима течения:
(9)
где
- поправочный коэффициент, характеризующий влияние начального участка на среднюю теплоотдачу. Определяется из соотношения h/d и числа Рейнольдса. При h/d =62,5 , = 1;
Pr - число Прандтля для теплоносителя.
- число Прандтля для стенки, определяется по температуре стенки;
Pr = 1,47
= 1
Так как теплоносителем является вода, то отношение = 1
Определим коэффициент теплоотдачи б2 в Вт/(м2•К)
(10)
кожухотрубчатых теплообменник мощность
4. РАСЧЕТ КОЭФФИЦИНТА ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ ЧЕРЕЗ ТОНКОСТЕННЫЕ ТРУБЫ
Для данного расчета можно воспользоваться формулой для плоской стенки:
(11)
где
- толщина стенки трубы, м. Определяется по формуле
- теплопроводность материала стенки трубы.
Для латуни Вт/м•К
5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОЩАДИ ПОВЕРХНОСТНОГО НАГРЕВА
Площадь поверхностного нагрева теплообменного аппарата в м2 определяется из уравнения теплопередачи:
(12)
- средняя разность температур, К;
Так как теплообменник пароводяной, то площадь поверхности нагрева при прямоточном и противоточном режиме будет одинаковый.
6. РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА ТРУБ
Количество труб можно определить по формуле:
(13)
где
;
Вывод: Провели тепловой расчет кожухотрубчатого теплообменного аппарата, получили следующие значения:
Ф =кВт
mt2 = кг/с
F = 0,5 м2
nтр = 5 шт.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Цветков, Ф.Ф. Задачник по тепломассообмену: учебное пособие / Ф.Ф. Цветков, Р.В. Керимов, В.И. Величко. - 3-е издание., стер. - М.: Издательский дом МЭИ, 2010. - 196 с., ил.
2. Методическое указание к выполнению расчетно-графической работы “Тепловой расчет кожухотрубчатых теплообменных аппаратов” [Электронный ресурс] / [Д.Х. Мигранов, Д.Д. Харисов; под ред. А.Ф. Фаюршин, М.Г. Динисламов]; ФГБОУ ВПО. - М. : Башкирский Государственный Аграрный Университет, 2014. - 12 с.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Теплообменник (паровоздушный) MAX H0K
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Расчет кожухотрубчатого теплообменника, средней разницы температур между теплоносителями, объемного и массового расхода теплоносителя, тепловой нагрузки на аппарат, массового и объемного расхода хладагента. Теплофизические свойства теплоносителей.
контрольная работа [342,0 K], добавлен 08.10.2008Проектирование рекуперативных теплообменных аппаратов. Тепловой конструктивный расчёт рекуперативного кожухотрубчатого теплообменника, а также тепловой расчёт пластинчатого теплообменника. Расчет гидравлических сопротивлений при движении теплоносителей.
курсовая работа [562,3 K], добавлен 29.12.2010Изучение конструкции и принципа работы спиральных теплообменников. Рабочие среды спиральных теплообменных аппаратов. Расчет тепловой нагрузки, скорости теплоносителя в трубах, расхода воды, критериев Рейнольдса и Нуссельта, коэффициентов теплоотдачи.
контрольная работа [135,3 K], добавлен 23.12.2014Технологическая схема теплообменной установки. Схема движения теплоносителей. Конструктивные характеристики теплообменника, его тепловой, гидравлический, механический расчет. Оценка тепловой изоляции. Расчет и выбор вспомогательного оборудования.
курсовая работа [591,2 K], добавлен 10.04.2017Классификация теплообменных аппаратов и теплоносителей. Конструкции трубчатых, пластинчатых и спиральных аппаратов поверхностного типа. Определение поверхности нагрева, длины и количества секций прямоточного водяного обогревателя горячего водоснабжения.
курсовая работа [961,6 K], добавлен 23.04.2010Проектирование 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 19.01.2010Классификация теплообменных аппаратов применяемых в нефтегазопереработке. Назначение испарителей. Обслуживание и чистка теплообменников. Определение температур холодного теплоносителя. Расход греющего пара. Определение диаметров штуцеров испарителя.
курсовая работа [463,2 K], добавлен 14.03.2016Характеристика и классификация теплообменных аппаратов. Проект горизонтального кожухотрубчатого теплообменника для конденсации перегретого пара; тепловой, гидравлический и механический расчеты; определение толщины тепловой изоляции; техника безопасности.
курсовая работа [176,2 K], добавлен 13.08.2011Расчет кожухотрубчатого теплообменника для охлаждения природного газа. Определение физических характеристик охлаждаемого газа, коэффициента теплоотдачи для трубного пространства. Расчет тепловой изоляции теплообменника. Конструктивно-механический расчет.
курсовая работа [800,9 K], добавлен 09.12.2014Работы по устройству тепловой сети, трубопровода горячего водоснабжения и узла учета тепловой энергии, теплоносителя и горячей воды методом ГНБ с помощью установки Vermeer 16х20А. Назначение и состав бурового раствора. Устройство тепловой камеры УТ2.
курсовая работа [658,2 K], добавлен 23.03.2019Определение тепловой нагрузки на аппарат. Обоснованный выбор теплоносителя, который будет двигаться по трубному пространству. Конструирование и гидравлический расчет необходимой поверхности теплообменника для конденсации хлороформа оборотной водой.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 02.05.2011Индекс для горячего теплоносителя и средняя движущая сила процесса нагревания. Расход теплоты с учетом потерь, объемные расходы этанола и пара. Определение максимального значения площади поверхности. Проверочный расчет теплообменника, запас поверхности.
контрольная работа [43,0 K], добавлен 04.07.2010Технико-экономическое обоснование выбора тепловой установки и вида теплоносителя. Характеристика готовой продукции и требования к ее качеству. Расчет температуры прогрева изделий, материального баланса щелевой камеры. Выбор режима тепловой обработки.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 08.05.2011Математическая модель рекуперативного теплообменного аппарата. Теплофизические свойства и расчёт параметров горячего и холодного теплоносителей, гидравлический и аэродинамический, тепловой расчёты. Эскизная компоновка, интенсификация теплообменника.
курсовая работа [251,7 K], добавлен 20.04.2011Определение скорости пара и диаметра колонны, числа тарелок и высоты колонны. Гидравлический расчет тарелок. Тепловой расчет колонны. Выбор конструкции теплообменника. Определение коэффициента теплоотдачи для воды. Расчет холодильника для дистиллята.
курсовая работа [253,0 K], добавлен 07.01.2016Устройство и принцип работы автоклава. ТВО бетона при избыточном давлении. Технологический и теплотехнический расчет тепловой установки. Расчет подачи пара (теплоносителя). Системы автоматического регулирования процесса тепловой обработки в автоклавах.
курсовая работа [386,0 K], добавлен 19.10.2010Тепловые контуры энергодвигательных систем. Устройство, выбор теплоносителя и его фазового состояния. Процессы в контуре. Жидкий неметаллический и газообразный теплоноситель. Ориентировочные значения коэффициентов теплоотдачи различных теплоносителей.
контрольная работа [658,8 K], добавлен 17.12.2015Классификация теплообменных аппаратов. Расчёт гидравлического сопротивления теплообменника. Расчет холодильника первой ступени. Вычисление средней разности температур теплоносителей. Расчет конденсатора паров толуола и поверхности теплопередачи.
курсовая работа [688,1 K], добавлен 17.11.2009Состав бетонной смеси. Выбор и обоснование режима тепловой обработки. Определение требуемого количества тепловых агрегатов, их размеров и схемы. Составление и расчет уравнения теплового баланса установки. Составление схемы подачи теплоносителя по зонам.
курсовая работа [852,2 K], добавлен 02.05.2016Понятие и классификация теплообменных аппаратов. Определение площади поверхности теплообмена и коэффициента теплопередачи. Расчет гидравлических и механических характеристик устройства. Обоснование мероприятий по снижению гидравлического сопротивления.
курсовая работа [83,2 K], добавлен 17.07.2012
