Расчет кожухотрубного теплообменника
Определение действительной скорости воды в трубах и коэффициента теплопередачи. Расчет внутреннего диаметра кожухотрубного теплообменника. Исследование приблизительного расхода и энтальпии пара. Характеристика поверхности нагрева теплообменника.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 19.01.2015 |
| Размер файла | 387,4 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/
Расчет кожухотрубного теплообменника
Дано:
Начальная производительность аппарата по одной из сред(холодной воды) - ;
Начальная температура холодной воды;
Конечная температура холодной воды;
Давление греющего пара .;
Степень сухости пара .
Определить конструктивные размеры:
1. Диаметр теплообменника
2. Число труб
3. Длина труб в (м)
Определить тепловые параметры:
1. Коэффициенты теплоотдачи
2. Коэффициенты теплопередачи -
3. Поверхность нагрева -
Конструктивный расчет
Численное значение скорости движения жидкости в трубе для воды берется в пределах .
Диаметр труб теплообменника выбирается таким образом, чтобы габариты аппарата были небольшими, т.е. берем значение наружного диаметра в пределах , толщину стенок труб . В зависимости от наружного диаметра и толщины стенок подсчитываем внутренний диаметр труб:
Определим число труб в ходу:
где, щ - скорость движения воды в трубах теплообменника, примем ; - внутренний диаметр труб; - плотность воды;
Плотность воды находим по таблице XXXIX /3/,при температуре:
В соответствии с ГОСТ 15118-79, выбираем одноходовой теплообменник, способ размещения труб по шестиугольникам.
Общее число труб равно:
где, - число ходов.
Округляем расчетное число труб до табличного значения . По этой же таблице 5.6 /2/ определяем число труб по диагонали шестиугольника .
Число труб под перегородки:
где, - число перегородок, равно 1.
Следовательно, .
Следовательно, действительное число труб:
Определим действительную скорость воды в трубах:
Диаметр внутренний кожухотрубного теплообменника:
где, - число труб по диагонали; - шаг, расстояние между центрами соседних труб.
где, примем равным 1,4.
Тогда
Что соответствует ГОСТу.
Тепловой расчет
По давлению пара находим температуру пара , по таблицеLVII /3/.
Определим среднюю разность температур по формуле:
Средняя температура воды составит:
Температурная схема процесса
Тепловой баланс
где, - тепло вносимое холодной водой, ; - тепло приносимое паром, ; - тепло уносимое нагреваемой водой, ; - тепло уносимое конденсатом, ; - потери тепла в окружающую среду, .
где, - расход холодной воды, ; - удельная теплоемкость холодной воды при температуре ,,таблицаXXXIX/3/.
где, - приблизительный расход пара, ; - энтальпия пара при температуре , равна , таблица LVI /3/.
Рассчитаем приблизительное значение расхода пара на нагрев 1000 кг/ч воды от температуры до температуры :
где, - удельная теплоемкость воды при средней температуре воды - 57, равна , таблица XXXIX/3/; - удельная теплота парообразования при температуре , равна , таблица LVI /3/.
где, - удельная теплоемкость воды при температуре , равна , таблица XXXIX/3/.
где, - приблизительный расход пара, ; - энтальпия конденсата при температуре , равна , таблица LVI /3/.
Поверхность нагрева теплообменника
где, - тепловая нагрузка теплообменного аппарата, ; - коэффициент теплопередачи,; - средняя разность температур.
Для определения поверхности нагрева необходимы параметры которые рассчитываются по формулам приведенным ниже.
Определим тепловую нагрузку теплообменного аппарата:
Определим коэффициент теплопередачи:
где, - коэффициент теплоотдачи от пара к стенке,; - коэффициент теплоотдачи от стенки к жидкости, ; - толщина накипи, равна ; - толщина стенки трубы, равна ; - коэффициент теплопроводности слоя накипи, равен ; - коэффициент теплопроводности стали, равен .
Коэффициент теплоотдачи от пара к стенке трубы, при конденсации на пучке вертикальных труб, при , составит:
где,
Тогда,
где, - для числа труб по вертикали при , при шахматном расположении, таблица 4.7 /3/; - значение коэффициента таблица 4.6 /3/; - внутренний диаметр; - общее число труб; - расход пара. теплообменник энтальпия кожухотрубный
Определим критерий Рейнольдса:
где, - скорость движения воды в трубах, равна ; - внутренний диаметр труб, равен ; - плотность воды при , равна , таблица XXXIX /3/; - вязкость воды при , равна , таблица XXXIX /3/.
т.к. - режим движения воды в трубах ламинарный, для определения коэффициента теплоотдачи рекомендовано уравнение:
где, - критерий Пекле; - длина цилиндра, примем равный ; - критерий Прандтля для воды при температуре , равен , таблица XXXIX/3/; - критерий Грасгофа; - принимаем за 1.
Критерий Пекле:
Критерий Грасгофа:
где, - ускорение свободного падения, равен ; - длина цилиндра, ; - кинематический коэффициент вязкости для воды при температуре , равен , таблица XXXIX/3/; - коэффициент объемного расширения для воды при температуре , равен , таблица XXXIX/3/; - разность температур стенки и жидкости, равна ;
Критерий Нуссельта:
Определим коэффициент теплоотдачи от стенки к воде:
где, - коэффициент теплопроводность воды при температуре , равен , таблица XXXIX/3/.
Коэффициент теплопередачи:
Необходимая поверхность теплообмена составит:
Выбираем теплообменник с длинной трубы:
Расчет изоляции
Толщину изоляции рассчитаем по уравнению:
где, - коэффициент теплопроводности асбеста, равен ; таблица XXVIII/3/;- температура пара, равна ; - температура наружной поверхности изоляции, равна ; - температура воздуха в цехе, равна ; - толщина оболочки, равна; - толщина слоя краски, равна ; - коэффициент теплопроводности оболочки изоляции, равен ; - коэффициент теплопроводности краски, равен ; - коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности изоляции в окружающую среду. Коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности изоляции в окружающую среду:
где, - коэффициент, зависящий от температуры и формы стенки, равен ; - степень черноты тела, равен ; - коэффициент теплоотдачи конвекцией; - коэффициент теплоотдачи лучеиспусканием.
Толщина изоляции:
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Тепловой, конструктивный и гидравлический расчет кожухотрубного теплообменника. Определение площади теплопередающей поверхности. Подбор конструкционных материалов и способ размещения трубных решеток. Выбор насоса с необходимым напором при перекачке воды.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 15.01.2011Определение 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 29.03.2011Расчет средней температуры воды, среднелогарифмического температурного напора из уравнения теплового баланса. Определение площади проходного и внутреннего сечения трубок для воды. Расчет коэффициента теплопередачи кожухотрубного теплообменного аппарата.
курсовая работа [123,7 K], добавлен 21.12.2011Рассмотрение 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 13.06.2019Расчет кожухотрубных и пластинчатых теплообменников. Графо-аналитический метод определения коэффициента теплопередачи и поверхности нагрева. Гидравлический расчет кожухотрубных теплообменников, трубопроводов воды, выбор насосов и конденсатоотводчика.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 30.11.2015Подбор 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 25.04.2016Конструкция теплообменника ГДТ замкнутого цикла. Определение потери давления теплоносителя при прохождении его через аппарат. Тепловой, гидравлический расчет противоточного рекуперативного теплообменника газотурбинной наземной установки замкнутого цикла.
курсовая работа [585,3 K], добавлен 14.11.2012Расчет тепловой нагрузки аппарата, температуры парового потока, движущей силы теплопередачи. Зона конденсации паров. Определение термических сопротивлений стенки, поверхности теплопередачи. Расчет гидравлического сопротивления трубного пространства.
контрольная работа [76,7 K], добавлен 16.03.2012Расчет 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 28.04.2015Схема 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 25.12.2014Конструкция 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 02.10.2015Гидравлические испытания и расчет по выбору основных размеров пластинчатого теплообменника. Определение прочности направляющих и болтов крепления направляющих к стойке. Расчет напряжения смятия в месте контакта шайба-гайка и шайба-плита прижимная.
курсовая работа [443,4 K], добавлен 20.11.2012Технологическая схема устройства, ее анализ и обоснование. Выбор конструкционного материала, тепловой и материальный расчет кожухотрубного теплообменника. Определение параметров тепловой изоляции. Гидравлическое сопротивление межтрубного пространства.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 18.04.2016Расчет изменения внутренней энергии, работы расширения и тепла для адиабатного и политропного процессов. Расчет влагосодержания и энтальпию воздуха, поступающего в калорифер. Определение поверхности нагрева рекуперативного газо-воздушного теплообменника.
контрольная работа [4,8 M], добавлен 14.04.2013Тепловая потребность на отопление гражданского здания. Конструкция и состав теплового пункта. Расчет кожухотрубного теплообменника, мембранного расширительного бака, грязевика и циркуляционного насоса. Гидравлический расчет труб системы отопления.
курсовая работа [38,9 K], добавлен 07.11.2014Литозбор по использованию вторичного тепла. Тепловой расчет рекуперативного теплообменника. Выбор основного оборудования: вентилятора, насосов. Оценка гидравлического сопротивления. Подбор вспомогательного оборудования. Контрольно-измерительные приборы.
курсовая работа [331,7 K], добавлен 01.03.2013Тепловой 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 15.12.2010Определение характера течения горячего и холодного теплоносителей в каналах теплообменника. Выбор вида критериального уравнения для потоков. Составление уравнения теплового баланса. Нахождение поверхности нагрева рекуперативного теплообменного аппарата.
практическая работа [514,4 K], добавлен 15.03.2013Классификация теплообменных аппаратов по принципу действия (поверхностные и смесительные). Особенности подбора устройства. Схема кожухотрубного теплообменника. Основные удельные показатели, которые характеризуют эффективность теплообменных аппаратов.
презентация [206,5 K], добавлен 28.09.2013Конструкторский 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 18.08.2013
