- •Оглавление
- •2. Цель курсовой работы
- •3. Требования к содержанию и оформлению пояснительной записки
- •4. Исходные данные к курсовым работам
- •Волжский государственный инженерно-педагогический университет Автомобильный институт
- •Волжский государственный инженерно-педагогический университет Автомобильный институт
- •Волжский государственный инженерно-педагогический университет Автомобильный институт
- •Волжский государственный инженерно-педагогический университет Автомобильный институт
- •5. Основы инженерных тепловых и компоновочных расчётов теплообменных аппаратов
- •6. Заключение
- •7. Приложения
- •7.1. Примеры тепловых и компоновочных расчётов теплообменных аппаратов
- •7.1.1. Курсовая работа №1
- •3.Исходя из заданной скорости движения воды в трубках, определим количество трубок в одном ходе и в целом в теплообменнике.
- •6.1. Среднелогарифмический температурный напор от конденсата к нагреваемой воде
- •6.2.Cредняя температура воды
- •3. Средняя температура стенки
- •6.4.Режим течения пленки конденсата определяется по приведенной (к вертикальной) длине трубки [1].
- •8. Рассчитываем коэффициент теплопередачи от пара к воде, как при теплопередаче через плоскую стенку (т.К. Толщина стенки трубки мала по сравнению с её радиусом ).
- •9. Уточненное значение температуры стенок трубок
- •10. Определяем необходимую поверхность теплообмена.
- •7.1.2. Курсовая работа №2
- •1.1. Массовый и объёмный расходы воды в трубках
- •3. Скорость воды:
- •4. Средние температуры воды:
- •5. Определение режимов течения воды в трубках и в межтрубном пространстве .
- •6. Определение коэффициентов теплоотдачи при течении воды в трубках и в межтрубном пространстве.
- •10.Необходимая длина трубок по ходу движения греющей воды
- •7.1.3. Курсовая работа №3 Тепловой расчёт кожухотрубчатого теплообменника
- •2.2. Расчет коэффициента теплоотдачи от бензола к трубкам.
- •3.1. Коэффициент теплоотдачи конденсирующегося бензола.
- •7.1.4. Курсовая работа №4 Тепловой и компоновочный расчёты спирального теплообменника
- •2.2. Определим коэффициент теплопередачи.
- •2.2.1. Гидравлический диаметр каналов для движения воды и бензола
- •3.1. Геометрический и компоновочный расчет матрицы спирального теплообменника.
- •3.1.2. Определим количество витков внутренней спирали - n1
- •7.2. Справочные материалы
- •Расчётные характеристики горизонтальных пароводяных подогревателей конструкции я.С Лаздана [Рис. 1]
- •Международная система единиц (си)
- •Соотношения между единицами измерения системы мкгсс и международной системы единиц (си)
- •8. Список рекомендуемой литературы
9. Уточненное значение температуры стенок трубок
tcт=[tн альфап+tв альфав]/(альфап+ альфав) =
= (142,9*6204+83,4*7258)/(6204+7258) =
= 65,905+44,96=1110C
где tв – средняя температура нагреваемой воды (определена выше).
Ранее была в первом приближении определена температура стенки 113,150С. Уточненное значение мало отличается от полученного ранее и расчет не повторяем.
10. Определяем необходимую поверхность теплообмена.
Из уравнения теплопередачи
F=Q/(к ∆t) = 1,1636*106/(2281*59,5) = 8,57м2
11. По полученной поверхности теплообмена и по выбранной латунной трубке d14./d16мм выбираем пароводяной подогреватель горизонтального типа конструкции Я.С.Лаздана. (Рис.1 и Таблица №4, Приложение).
Поверхность теплообмена F=10,4м2; число ходов z=2, число трубок 172, каждая из трубок длиной 1200мм; площадь проходного сечения по воде f=0,0132м2; число рядов трубок, приведенное по вертикали m=12; число корпусов - 3. Основные размеры теплообменника привести на чертеже.
Проверяем, действительно ли выбранный т.о. имеет трубки d14/d16мм.
F=10,4м2=πdнnℓ - наружная поверхность трубок;
dн=F/ πnℓ=10,4/(π*172*1,2) = 0,01604м ≈ 16мм.
f = 0,0132м2= (πdвн2/4)*(n/z) - внутренняя поверхность трубок;
dвн=√4fz/nπ =2√0,0132*2/(172* π) = 0,1398м = 14мм.
Трубки у выбранного теплообменника такие же, как и выбранные в расчете; расчет коэффициента теплопередачи повторять нет необходимости. Длина хода воды равна L=ℓ*z=1200*2=2400мм.
12. Эскизный проект рассчитанного теплообменного аппарата привести на чертеже, используя рис.1 и таблицу№4 (Приложение).
7.1.2. Курсовая работа №2
Произвести тепловой расчёт секционного водоводяного подогревателя.
Производительность подогревателя Q = 1,1636МВт = 106ккал/час. Температура нагреваемой воды на входе в подогреватель t21=700C, а на выходе –t211=950С. Влияние загрязнения поверхности нагрева подогревателя и снижения коэффициента теплопередачи при низких температурах воды учесть коэффициентом β=0,65.
Поверхность нагрева – стальные трубы (принять коэффициент теплопроводности стали равным λ ≈ 39ккал/м*час*К,) диаметром dвн./dн=14/16мм.
Температура греющей воды на входе t11= 1400C; на выходе - t111 = 800C.
Скорость воды Wt в трубках принять по возможности близкой к Wт = 0,9м/c.
Для упрощения расчетов принять плотность воды ρв=1000кг/м3..
На основе расчетов выбрать аппарат, выпускаемый серийно.
Расчет секционного водоводяного подогревателя.
Конструкция теплообменника приведена на рис.3 (Приложение)
Принимаем: нагреваемая вода движется в межтрубном пространстве, а греющая вода движется внутри трубок; теплообменник противоточный.
1.1. Массовый и объёмный расходы воды в трубках
Gт=Q/cр(t11–t111)=1,1636*106/(4,187*(140-80)*103) = 4,6317кг/c=16670кг/час (массовый расход греющей воды в трубках);
Vт = G/ρ = 16,67м3/час (объёмный расход греющей воды в трубках)
В этих уравнениях:
cр – теплоёмкость воды;
ρ – плотность воды.
1.2. Массовый и объёмный расходы воды в межтрубном пространстве (уравнения для расчёта аналогичны уравнениям П.1.1).
Gмт=1,1636*106/(4,187*103*(95-70)) = 11,116кг/c = 40000кг/час (массовый расход нагреваемой воды);
Vмт= Gмг./ρ= 40м3/час (объёмный расход нагреваемой воды);
1.3. Площадь проходного сечения трубок (по заданной скорости равной Wт = 1м/с).
ft = Vт/(3600*Wт);
ft=16,7/(3600*1)=0,00464м2.
2. Выбираем водоводяной подогреватель МВН-2050-62 по данным таблиц №5 и №6 (Приложение) и по площади проходного сечения трубок - fт=0,00464м2.
По данным таблицы №6, при скорости движения воды 1м/c в трубках теплообменников МВН-2050-29 и МВН-2050-30 массовый расход греющей воды в трубках равен 27000/1,5=18000кг/час.
При такой же скорости движения воды в этих теплообменниках в межтрубном пространстве массовый расход нагреваемой воды равен 66000/1,5=44000кг/час.
Эти значения расходов воды и в трубках, и в межтрубном пространстве близки к расчетным расходам теплоносителей проектируемого теплообменника. Поэтому, для дальнейших расчетов принимаем геометрические параметры этих теплообменников. Примечание: теплообменники МВН-2050-29 и МВН-2050-30 отличаются только лишь своей длиной; характерные размеры, которые необходимы для тепловых расчетов у них одинаковые.
Согласно таблице 5, эти теплообменники имеют:
наружный диаметр корпуса равен dвн = 168мм;
количество трубок равно n = 37;
площадь проходного сечения трубок равна fт = 0,00507м2;
площадь проходного сечения между трубками (по сечению нормальному к оси трубок – вода движется параллельно трубкам в межтрубном пространстве) равна fмт = 0,0122м2;
эквивалентный диаметр в межтрубном пространстве равен dмт = 0,0212м.
Определяем внутренний диаметр трубок
fт = n*πdвн2/4;
dвн = √4fт/(nπ)= √0,00507*4/(37π) = 0,0132м = 13,2мм
Примем толщину трубок равной 1,4мм и тогда наружный диаметр трубок равен dн=16 мм.
Определяем внутренний диаметр корпуса теплообменника.
fмт= πDвн2/4- n* πdн2/4
Dвн=√(fмт+nπd2н/4)*4/π =
=√(0,0122+37*π*0,0162/4)*4/π =0,1581м ≈ 158мм