Расчет водо-водяного теплообменника типа "труба в трубе"
Пример расчета теплоотдачи с заданной площадью поверхности нагрева и числу секций. Методика определения параметров водо-водяного теплообменника типа "труба в трубе". Выяснение теплопроводности, вязкости носителя, количества секций и значений поправок.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | методичка |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 18.10.2014 |
| Размер файла | 39,3 K |
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/
Калининградский государственный технический университет
Кафедра судовых энергетических установок и теплоэнергетики
РАСЧЕТ ВОДО-ВОДЯНОГО ТЕПЛООБМЕННИКА ТИПА "ТРУБА В ТРУБЕ"
Задание
Произвести тепловой расчет водо-водяного теплообменника типа "труба в трубе". Определить площадь поверхности нагрева F и число секций n, если длина одной секции l.
Греющая вода движется по внутренней стальной трубе диаметром и имеет температуру на входе . Расход греющей воды G1.
Нагреваемая вода движется противотоком по кольцевому каналу между трубами и нагревается от до . Внутренний диаметр внешней трубы D. Расход нагреваемой воды G2.
Потерями теплоты через внешнюю поверхность теплообменника пренебречь.
Коэффициент теплопроводности стальных труб Вт/(м*0С) .
Теплоемкость воды принять постоянной Дж/(кг К).
Физические характеристики воды в интервале температур от 0 0С до 100 0С можно определить по следующим уравнениям в зависимости от температуры:
Плотность , где кг/м3;
Коэффициент теплопроводности воды , где Вт/(м К);
Число Прандтля , где .
Толщина стенки внутренней трубы .
Эквивалентный диаметр для кольцевого канала определяется как .
Диаметры присоединительных патрубков для входа и выхода греющей и нагреваемой воды , , , соответственно:
, м
, м
где: Сдоп = 1 2,5 м/с - допустимая скорость воды в присоединительных патрубках. Полученные диаметры патрубков необходимо округлить до унифицированных, которые выбираются из следующего ряда условных проходов трубопроводов: 6, 10, 15, 20, 25, 32, 40, 50, 70, 80, 100, 125, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 500 мм.
Используя результаты расчета, на миллиметровой бумаге построить графические зависимости изменения температур холодного и горячего теплоносителей по поверхности теплообмена (формат А4), а также в масштабе вычертить конструктивный чертеж водо-водяного теплообменника типа "труба в трубе" (формат А3).
Таблица № 1
|
Параметры, их обозначение и единицы измерения |
Номера вариантов |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
||
|
Длина трубной секции l, м |
1.5 |
1.6 |
1.7 |
1.8 |
1.9 |
3.0 |
1.5 |
1.6 |
1.7 |
1.8 |
1.9 |
2.0 |
1.5 |
1.6 |
1.7 |
1.8 |
1.9 |
2.0 |
2.0 |
1.9 |
1.8 |
1.7 |
1.6 |
1.5 |
1.5 |
1.6 |
1.7 |
1.8 |
1.9 |
2.0 |
|
|
Диаметр внутренней трубы , мм |
25/22 |
25/22 |
25/22 |
25/22 |
25/22 |
25/22 |
25/22 |
25/22 |
25/22 |
25/22 |
38/34 |
38/34 |
38/34 |
38/34 |
38/34 |
38/34 |
38/34 |
38/34 |
38/34 |
38/34 |
48/43 |
48/43 |
48/43 |
48/43 |
48/43 |
48/43 |
48/43 |
48/43 |
48/43 |
48/43 |
|
|
Толщина стенки внутренней трубы , м |
0.0015 |
0.0015 |
0.0015 |
0.0015 |
0.0015 |
0.0015 |
0.0015 |
0.0015 |
0.0015 |
0.0015 |
0.002 |
0.002 |
0.002 |
0.002 |
0.002 |
0.002 |
0.002 |
0.002 |
0.002 |
0.002 |
0.0025 |
0.0025 |
0.0025 |
0.0025 |
0.0025 |
0.0025 |
0.0025 |
0.0025 |
0.0025 |
0.0025 |
|
|
Внутренний диаметр внешней трубы D, мм |
38 |
36 |
38 |
36 |
38 |
36 |
38 |
36 |
38 |
36 |
48 |
46 |
48 |
46 |
48 |
46 |
48 |
46 |
48 |
46 |
57 |
59 |
57 |
59 |
57 |
59 |
57 |
59 |
57 |
59 |
|
|
Расход греющей воды G1, кг/ч |
2000 |
2100 |
2200 |
2300 |
2400 |
2000 |
2100 |
2200 |
2300 |
2400 |
2000 |
2100 |
2200 |
2300 |
2400 |
2000 |
2100 |
2200 |
2300 |
2400 |
2000 |
2100 |
2200 |
2300 |
2400 |
2000 |
2100 |
2200 |
2300 |
2400 |
|
|
Температура греющей воды на входе , 0С |
85 |
90 |
95 |
85 |
90 |
95 |
85 |
90 |
95 |
85 |
90 |
95 |
85 |
90 |
95 |
85 |
90 |
95 |
85 |
90 |
95 |
85 |
90 |
95 |
85 |
90 |
95 |
85 |
90 |
95 |
|
|
Расход нагреваемой воды G2, кг/ч |
3000 |
3000 |
3000 |
3100 |
3100 |
3100 |
3100 |
3200 |
3200 |
3200 |
3200 |
3200 |
3200 |
3100 |
3100 |
3100 |
3100 |
3000 |
3000 |
3000 |
3000 |
3000 |
3000 |
3100 |
3100 |
3100 |
3100 |
3200 |
3200 |
3200 |
|
|
Температура нагреваемой воды на входе , 0С |
12 |
15 |
17 |
15 |
17 |
12 |
17 |
15 |
12 |
12 |
15 |
17 |
15 |
17 |
12 |
12 |
12 |
12 |
15 |
15 |
15 |
17 |
17 |
17 |
12 |
12 |
17 |
15 |
15 |
15 |
|
|
Температура нагреваемой воды на выходе , 0С |
40 |
45 |
50 |
40 |
40 |
45 |
50 |
40 |
45 |
50 |
50 |
45 |
45 |
50 |
40 |
40 |
45 |
50 |
45 |
50 |
40 |
50 |
40 |
45 |
45 |
50 |
50 |
50 |
40 |
50 |
Пример расчета теплообменника
Количество передаваемой теплоты
Вт.
Температура греющей воды на выходе
0С.
Средняя температура греющей воды
0С.
Плотность греющей воды
кг/м3.
Коэффициент кинематической вязкости греющей воды
м2/с.
Коэффициент теплопроводности греющей воды
Вт/(м К).
Число Прандтля по температуре греющей воды
Средняя температура нагреваемой воды
0С.
Плотность нагреваемой воды
кг/м3.
Коэффициент кинематической вязкости нагреваемой воды
м2/с.
Коэффициент теплопроводности нагреваемой воды
Вт/(м К).
Число Прандтля по температуре нагреваемой воды
Скорость движения греющей воды
м/с.
14. Скорость движения нагреваемой воды
расчет теплообменник труба вода
м/с.
15. Число Рейнольдса для потока греющей воды
Режим течения турбулентный. Расчет ведем по формуле /2/:
16. Число Нуссельта
17. Так как температура стенки неизвестна, то в первом приближении задаемся ее значением
0С.
18. Число Прандтля по температуре стенки
Число Нуссельта со стороны греющей воды (см. п. 16)
19. Коэффициент теплоотдачи от греющей воды к стенке трубы
Вт/(м2 К).
20. Число Рейнольдса для потока нагреваемой воды
где м,
т.е. режим течения турбулентный, Re>2300.
21. Принимаем в первом приближении температуру стенки со стороны нагреваемой воды
0С
22. Число Прандтля по температуре стенки
23. Число Нуссельта со стороны нагреваемой воды /2/
24. Коэффициент теплоотдачи от стенки к нагреваемой воде
Вт/(м2 К).
25. Коэффициент теплопередачи
Вт/(м2 К).
26. Наибольший температурный напор
0С.
27. Наименьший температурный напор
0С.
28. Отношение
< 1.5
поэтому расчет можно вести по среднеарифметическому напору (в противном случае - по среднелогарифмическому).
29. Средний температурный напор
0С.
30. Плотность теплового потока
Вт/м2.
31. Площадь поверхности нагрева
м2.
32. Число секций
33. Температура стенки трубы со стороны греющей воды
0C.
34. При этой температуре
35. Уточненное значение поправки
Было принято:
< 0,05, поэтому второе приближение ненужно, в данном случае совпадение точное.
В случае невыполнения условия п. 35 необходимо сделать второе приближение расчета, начиная с п. 17, приняв в качестве температуры стенки tc1 ее уточненное значение, полученное в п. 33. Обычно второго приближения бывает достаточно.
36. Температура стенки со стороны нагреваемой воды
0C.
При этой температуре
37. Уточненное значение поправки
Было принято:
< 0,05, поэтому второе приближение ненужно, в данном случае совпадение точное.
Принимаем F = 1.37 м2, n = 9.
В случае невыполнения условия п. 37 необходимо сделать второе приближение расчета, начиная с п. 21, приняв в качестве температуры стенки tc2 ее уточненное значение, полученное в п. 36. Обычно второго приближения бывает достаточно.
Литература
Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача. М.: Энергия, 1969. 1975. С.486.
Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче. М.: Энергия, 1980, С.264.
Теплоэнергетика и теплотехника. Общие вопросы. Справочник. М.: Энергия, 1980. С.529.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Технологическая схема теплообменника "труба в трубе". Температурный режим аппарата и средняя разность температур. Расчёт коэффициента теплопередачи. Обоснование выбора материала и конструктивных размеров, гидравлический и конструктивный расчеты аппарата.
курсовая работа [151,3 K], добавлен 04.11.2015Подбор коэффициентов теплоотдачи и расчет площади теплообменника. Определение параметров для трубного и межтрубного пространства. Конденсация паров и факторы, влияющие на охлаждение конденсата. Гидравлический расчет кожухотрубчатого теплообменника.
курсовая работа [142,2 K], добавлен 25.04.2016Определение внутреннего диаметра корпуса теплообменника. Температура насыщенного сухого водяного пара. График изменения температур теплоносителя вдоль поверхности нагрева. Вычисление площади поверхности теплообмена Fрасч из уравнения теплопередачи.
контрольная работа [165,6 K], добавлен 29.03.2011Сущность метода определения местного коэффициента теплоотдачи при течении теплоносителя в трубе. Измерение коэффициента теплоотдачи для различных сечений трубы при различных скоростях движения воздуха. Определение длины начального термического участка.
лабораторная работа [545,9 K], добавлен 19.06.2014Конструкторский расчет вертикального подогревателя низкого давления с пучком U–образных латунных труб диаметром d=160,75 мм. Определение поверхности теплообмена и геометрических параметров пучка. Гидравлическое сопротивление внутритрубного тракта.
контрольная работа [230,6 K], добавлен 18.08.2013Конструкция и принцип работы подогревателя сетевой воды. Теплопередача при конденсации и движении жидкости по трубам. Оценка прочности крышки теплообменника. Тепловой, гидравлический и прочностной расчет параметров рекуперативного теплообменного аппарата.
курсовая работа [186,8 K], добавлен 02.10.2015Основное назначение парогенератора ПГВ-1000, особенности теплового расчета поверхности нагрева. Способы определения коэффициента теплоотдачи от стенки трубы к рабочему телу. Этапы расчета коллектора подвода теплоносителя к трубам поверхности нагрева.
курсовая работа [183,2 K], добавлен 10.11.2012Рассмотрение экспериментальных зависимостей температуры горячего потока от входных параметров. Расчет показателей расхода хладагента и горячего потока и их входной температуры. Определение толщины отложений на внутренней поверхности теплообменника.
лабораторная работа [52,4 K], добавлен 13.06.2019Характеристика водо-водяного энергоблока №1 реактора ВВЭР-1000 АЭС. Функции главного циркуляционного трубопровода. Обоснование и выбор СКУ элементов и узлов. Распределение температур в горячих нитках петель, стратификация теплоносителя контуров.
курсовая работа [3,1 M], добавлен 23.12.2013Расчет тепловой нагрузки и теплового баланса аппарата. Определение температурного напора. Приближенная оценка коэффициентов теплоотдачи, теплопередачи и поверхности нагрева. Выбор кожухотрубчатого и пластинчатого теплообменника из стандартного ряда.
курсовая работа [668,6 K], добавлен 28.04.2015Тепловой и конструктивный расчет отопительного пароводяного подогревателя горизонтального типа и секционного водоводяного теплообменника. Подбор критериальных уравнений для процессов теплообмена. Определение коэффициентов теплоотдачи и теплопередачи.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 15.12.2010Особенности поведения тепловыделяющих элементов в переходных режимах. Определение линейных тепловых нагрузок в твэлах. Анализ нейтронно-физических характеристик твэлов. Расчет параметров работоспособности элементов при скачках мощности в реакторе.
дипломная работа [2,0 M], добавлен 27.06.2016Устройство и основные агрегаты ядерных энергетических установок атомных электростанций различного типа. Конструктивные особенности АЭС с газоохлаждаемыми, водо-водяными и водо-графитовыми энергетическими реакторами, с реакторами на быстрых нейронах.
реферат [26,4 K], добавлен 19.10.2012Расчет геометрии пучка трубок. Определение температуры металла трубки. Оценка гидросопротиивлений пучка труб. Проверка эффективности теплообменника. Расчета эффективности ребра. Теплоотдача при турбулентном течении. Площадь проходных ячеек во фронте.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 28.05.2012Монтаж стационарной отопительной установки. Гидравлический расчет системы водяного отопления. Тепловой расчет отопительных приборов системы водяного отопления. Подбор нерегулируемого водоструйного элеватора типа ВТИ. Расчет естественной вентиляции.
курсовая работа [169,7 K], добавлен 19.12.2010Схема теплообменника. Расчет геометрии пучка трубок; передаваемой теплоты по падению температуры газа; эффективности ребра; коэффициентов теплоотдачи и оребрения трубок. Оценка гидросопротивлений. Проверка эффективности теплообменника перекрестного тока.
контрольная работа [1,2 M], добавлен 25.12.2014Тепловой расчет площади теплопередающей поверхности вертикального парогенератора. Расчет среднего угла навивки труб поверхности нагрева. Основные конструкционные характеристики пучка теплообменных труб. Прочностной расчет элементов парогенератора.
курсовая работа [642,4 K], добавлен 10.11.2012Процессы нестационарной теплопроводности тел. Особенности передачи теплоты через оребрённую поверхность плоской стенки. Принципы пузырькового кипения жидкости в трубе, плёночной конденсации пара в трубе. Расчёты теплообменных и массообменных процессов.
курсовая работа [2,9 M], добавлен 04.03.2014Потери теплоты в теплотрассах. Конвективная теплоотдача при поперечном обтекании цилиндра при течении жидкости в трубе. Коэффициент теплопередачи многослойной цилиндрической стенки. Расчет коэффициента теплопередачи. Определение толщины теплоизоляции.
курсовая работа [133,6 K], добавлен 06.11.2014Упругость водяного пара. Удаление адсорбированного вещества с поверхности адсорбента. Зависимость между влажностью материала и относительной упругостью водяного пара. Диффузия водяного пара через ограждение. Коэффициент паропроницаемости материала.
контрольная работа [286,6 K], добавлен 26.01.2012
