Основы теплового расчета на примере водогрейного оборудования
Методика теплового расчета оборудования для проведения теплообменных процессов. Определение мощности водогрейного котла для нагрева 200 л. воды. Уравнение теплового баланса. Определение полезно используемого тепла водогрейного оборудования котельной.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 22.04.2020 |
| Размер файла | 120,6 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/
Лабораторная работа
"Основы теплового расчета на примере водогрейного оборудования"
Денисова И.А.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
Ознакомиться с методикой теплового расчета оборудования для проведения теплообменных процессов. Произвести расчет по заданию преподавателя.
ЗАДАЧА
Определить мощность водогрейного котла для нагрева 200 л воды за 40 мин. Котел имеет круглое сечение высотой 1,5 м., изготовлен из нержавеющей стали толщиной д = 3мм, плотность нержавеющей сталь p = 7800 кг/м 3, удельная теплоемкость с = 0,46 кДж/кг 0С, температура окружающего воздуха t = 240C. тепловой котел мощность
РЕШЕНИЕ
В общем виде уравнение теплового баланса выглядит следующим образом:
для стационарного режима
,
В общем виде мощность определяют, как
; Вт
гдеQ - затраты тепловой энергии, Дж;
ф - время обработки, с.
Определение полезно используемого тепла водогрейного оборудования
При расчете водогрейного оборудования формула для определения полезно используемого тепла QП,Дж выглядит следующим образом:
,
W - общее количество воды, загружаемой в рабочую емкость, W= 200 кг;
С - теплоемкость жидкой среды,С= 0,46 кДж/кгоС;
tН - начальная температура жидкой среды,tН= 20оС;
tK- температура кипения жидкой среды,tK= 100оС;
r - скрытая теплота парообразования r=2258,2 кДж/кг.
?W- количество влаги, испаряющейся в процессе нагрев
кг
Определение потерь тепла в окружающую среду
Потери тепла в окружающую среду через отдельные элементы поверхности оборудования определяются по формуле:
Qср= ;
где F - площадь поверхности теплообмена (крышка, обечайка и т.д.)
0 - коэффициент теплоотдачи от поверхности ограждения в окружающую среду;
tп - средняя температура поверхности ограждения,
t0 - температура окружающей среды
- продолжительность периода тепловой обработки в часах,=0,67
Площадь поверхности теплообмена:
Радиус крышки цилиндра.
R2=
R = 0,021 м
D = 2R = 0,042 м 2
Площадь боковой поверхности цилиндра:
Средняя температура поверхности ограждения:
Определяющая температура воздуха вблизи крышки:
В процессе отдачи тепла ограждением в окружающую среду имеет место теплоотдача конвекцией и лучеиспусканием, поэтому коэффициент теплоотдачи в данном случае определяется по формуле:
0 = к + л,
где к - коэффициент теплоотдачи конвекцией, кДж/м 2час 0С;
л - коэффициент теплоотдачи лучеиспусканием, кДж/м 2час 0С.
Nu= ;
Гдек - коэффициент теплоотдачи конвекцией, Вт/м 2оС;
l - определяющий геометрический размер, = 1,5 м;- по условию
- коэффициент теплопроводности воздуха, = 2,76Вт/м•оС; - табличное значение при
При свободной конвекции в неограниченном пространстве критериальное уравнение имеет вид:
Nu = c(GrPr)n
с = 1,18; n = 1/8;GrPr = 1 - по таблице.
По значению критерия Нуссельта определяется коэффициент теплоотдачи конвекцией:
,
Коэффициент теплоотдачи лучеиспусканием л определяется по формуле Стефана-Больцмана:
л = ,
гдеЕ- степень черноты полного нормального излучения поверхности, для различных материалов определяется по данным прил. 2.Е = 0,52
С 0 - коэффициент лучеиспускания абсолютно черного тела, Вт/(м 2К 4); С 0 = 5,67 Вт/(м 2К 4)=20412 Дж/мчК 4;
tп - средняя температура теплоотдающей поверхности, = 60оС;
t0 - температура окружающего поверхность воздуха, = 24оС;
Тп - абсолютная температура поверхности ограждения,
Тп = tп+273 = 60+273=333 К;
Т 0 - абсолютная температура окружающей среды,
Т 0 = t0+273 = 24+273=297 К.
кДж/м 2час 0С
При всех известных значениях находим Qср:
Определение потерь тепла на нагрев оборудования
Расчет потерь тепла на нагрев конструкции пищеварочного котла ведется только для нестационарного режима работы аппарата и определяется выражением:
где Qмет- тепло, расходуемое на нагревание металлических конструкций котла, кДж;
Qиз- тепло, расходуемое на нагревание изоляции котла, кДж;
Qпар- тепло, расходуемое на нагревание воды в парогенераторе и парообразование в пароводяной рубашке, кДж.
По условию имеем то, что отсутствует изоляция и парогенератор, следовательно, находим только тепло, которое расходуется на нагревание металлической конструкции котла:
где Gmi - масса i-го элемента металлической конструкции (крышка, постамент, арматура, внутренний котел и т.п.), кг.
Для каждого элемента вес рассчитывается по формуле:
где Vi- объем элемента i-ой конструкции, м 3;
i - плотность материала элемента конструкции, кг/м 3;
cmi - удельная теплоемкость материала конструкции, кДж/(кгЧоС);
tmi- средняя конечная температура нагрева металлоконструкции котла, оС;
tо - начальная температура металлоконструкции котла, оС.
Посчитаем Qмет для нашего исходного котла:
кг
Qоб = Qмет
Составляем уравнение теплового баланса:
В итоге мощность будет равна:
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Описание конструкции котлоагрегата, его поверочный тепловой и аэродинамический расчет. Определение объемов, энтальпий воздуха и продуктов сгорания. Расчет теплового баланса и расхода топлива. Расчет топочной камеры, разработка тепловой схемы котельной.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 07.01.2016Особенности конструкции разработанной фритюрницы для приготовления картофеля фри. Расчет полезно используемого тепла. Определение потерь тепла в окружающую среду. Конструирование и расчет электронагревателей. Расход тепла на нестационарном режиме.
курсовая работа [358,0 K], добавлен 16.05.2014Изучение теоретической базы составления материального и теплового баланса парового котла теплоэлектростанции. Определение рабочей массы и теплоты сгорания топлива. Расчет количества воздуха, необходимого для полного горения. Выбор общей схемы котла.
курсовая работа [157,8 K], добавлен 07.03.2014Краткое описание котлового агрегата марки КВ-ГМ-6,5-150. Тепловой расчет котельного агрегата: расчет объемов, энтальпий воздуха и продуктов сгорания, потерь теплоты и КПД-брутто. Схема гидравлическая принципиальная водогрейного котла, расход топлива.
курсовая работа [584,3 K], добавлен 27.10.2011Разделение теплопереноса на теплопроводность, конвекцию и излучение. Суммарный коэффициент теплоотдачи. Определение лучистого теплового потока. Теплопередача через плоскую стенку. Типы теплообменных аппаратов. Уравнение теплового баланса и теплопередачи.
реферат [951,0 K], добавлен 27.01.2012Особенности разработки схемы теплового контроля водяного котла утилизатора КУВ-35/150, способы организации процесса регулирования питания. Этапы расчета узла измерения расхода сетевой воды за котлом. Анализ функциональной схемы теплового контроля.
дипломная работа [1,8 M], добавлен 15.01.2013Описание реконструкции котла КВ-ГМ-50 для сжигания угля. Выполнение теплового расчета котельной установки и вентиляции котельного зала. Краткая характеристика топлива. Определение количества воздуха, продуктов сгорания и их парциальных давлений.
дипломная работа [2,7 M], добавлен 20.05.2014Расчёт тепловых нагрузок производственных и коммунально-бытовых потребителей тепла населенного пункта. Тепловая схема производственно-отопительной котельной, составление ее теплового баланса. Подбор вспомогательного оборудования, компоновка котельной.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 08.03.2015Принципиальное устройство парового котла ДЕ-6,5-14ГМ, предназначенного для выработки насыщенного пара. Расчет процесса горения. Расчет теплового баланса котельного агрегата. Расчет топочной камеры, конвективных поверхностей нагрева, водяного экономайзера.
курсовая работа [192,0 K], добавлен 12.05.2010Общая характеристика котла, его конвективной шахты. Описание основных параметров парообразующих поверхностей нагрева. Устройство пароперегревателя. Рекомендации по проведению теплового расчета, анализ полученных результатов. Составление баланса.
курсовая работа [567,7 K], добавлен 17.02.2015Устройство автоматизированной системы управления котельной AGAVA 6432. Назначение и область применения, включение питания. Подключение термопреобразователей и датчиков температуры. Структура меню контроллера. Принцип регулирования мощности котла.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 05.03.2014Расчет горения топлива и определение средней характеристики продуктов сгорания в поверхностях котла типа КЕ-4-14. Составление теплового баланса, расчет первого и второго газохода, хворостовых поверхностей нагрева. Подбор дополнительного оборудования.
курсовая работа [3,0 M], добавлен 17.04.2010Выбор технологического оборудования: расчёт и выбор электродвигателей, расчёт освещения, электрической нагрузки в элементах силовой сети, выбор пусковой и защитной аппаратуры, сечения проводов и кабелей. Технологическая схема водонагревателя ВЭП–600.
дипломная работа [212,5 K], добавлен 28.11.2009Характеристики судовых паровых котлов. Определение объема и энтальпия дымовых газов. Расчет топки котла, теплового баланса, конвективной поверхности нагрева и теплообмена в экономайзере. Эксплуатация судового вспомогательного парового котла КВВА 6.5/7.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 31.03.2012Правила расчета процесса сжигания и расхода топлива, теплового и эксергетического балансов. Применением экономайзера, воздухоподогревателя, котла–утилизатора. Основы работы вращающихся, перекрестных, типовых теплообменных утилизаторов, экономайзеров.
курсовая работа [347,3 K], добавлен 14.04.2015Конструкция и характеристики котла, технические характеристики парогенератора. Гидравлическая схема циркуляции теплоносителя. Составление теплового баланса котла и поверочный тепловой расчет конвективных поверхностей нагрева. Тепловая схема и параметры.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 17.12.2014Определение объемов воздуха и продуктов сгорания, коэффициента полезного действия и расхода топлива. Расчет топки котла, радиационно-конвективных поверхностей нагрева, ширмового пароперегревателя, экономайзера. Расчетная невязка теплового баланса.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 15.11.2011Выполнение теплового расчета стационарного парового котла. Описание котельного агрегата и горелочных устройств, обоснование температуры уходящих газов. Тепловой баланс котла, расчет теплообмена в топочной камере и конвективной поверхности нагрева.
курсовая работа [986,1 K], добавлен 30.07.2019Характеристика основного оборудования Ачинской теплоэлектроцентрали и обоснование её реконструкции. Расчет тепловой схемы турбины. Построение процесса расширения пара в турбине. Уравнение теплового баланса. Проверка по балансу мощности турбоагрегата.
курсовая работа [195,0 K], добавлен 19.01.2014Краткое описание котла, его технико-экономические показатели, конструкция, гидравлическая и тепловая схемы. Подготовка котла к растопке, растопка, обслуживание во время работы и остановка. Основные указания по технике безопасности и пожаробезопасности.
контрольная работа [365,4 K], добавлен 11.11.2010
