Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Саратовский государственный технический университет»

Кафедра « теплоэнергетика»

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ТЕПЛОМАССООБМЕН»

ТЕМА: «РАСЧЕТ КОЖУХОТРУБЧАТЫХ ПОДОГРЕВАТЕЛЕЙ»

Выполнил студентка:

Сидорова А.А

Группа ТГС-31

Проверил преподаватель:

Андреев Д.А.

Саратов 2012

Содержание

Введение…………………………………………………………………………. 3

Реферат……………………………………………………………………………4

Задание……………………………………………………………………………5

Тепловой расчет………………………………………………………………….6

Гидравлический расчет…………………………………………………………10

Расчет мощности насосов………………………………………………………11

Экономический расчет………………………………………………………….12

Заключение………………………………………………………………………15

Список использованных источников…………………………………………..16

Введение

Теплообменный аппарат – это устройство, в котором осуществляется процесс передачи теплоты от одного теплоносителя к другому. Такие аппараты многочисленны и по своему техническому назначению и конструктивному оформлению весьма разнообразны. По принципу действия теплообменные аппараты могут быть разделены на рекуперативные, регенеративные и смесительные.

Рекуперативные аппараты – это такие аппараты, в которых теплота от горячего теплоносителя передается к холодному через разделяющую их стенку. Примером таких аппаратов являются парогенераторы, подогреватели, конденсаторы.

Регенеративные аппараты – это такие аппараты, в которых одна и та же поверхность нагрева омывается то горячим, то холодным теплоносителем. При протекании горячей жидкости теплота воспринимается стенками аппарата и в них аккумулируется, при протекании холодной жидкости эта аккумулированная теплота ею воспринимается. Примером таких аппаратов являются регенераторы мартеновских и стеклоплавильных печей, воздухоподогреватели доменных печей.

В рекуперативных и регенеративных аппаратах процесс передачи теплоты непосредственно связан с поверхностью твердого тела. Поэтому такие аппараты называются также поверхностными.

В смесительных аппаратах процесс теплопередачи происходит путем непосредственного соприкосновения и смешения горячего и холодного теплоносителей. В этом случае теплопередача протекает одновременно с материальным обменом. Примером таких теплообменников являются башенные охладители.

Реферат

Пояснительная записка содержит 11 страниц, 3 таблицы, 4 рисунка и 9 наименований литературы.

Ключевые слова:

Теплообменник, трубка, кожух, температура конденсата, температура воды, секция, тепловой расчет, водоводяной, гидравлический расчет, интегральный экономический расчет.

Объектом является кожухотрубчатый водоводяной теплообменник, в котором греющий теплоноситель является конденсат, а нагревающий – вода.

Целью работы является конструктивный расчет воздухоподогревателя и составления его эскиза, определение площади теплообменной поверхности,

со стороны воды, со стороны конденсата и местности конденсатного и водяного насосов. В экономическом расчете за критерий эффективности был принят чистый дисконтированный эффект за 2 года.

В работе выполнены тепловой, гидравлический и экономический расчеты.

Определена тепловая мощность теплообменника, его поверхности нагрева при заданных условиях, гидравлической сопротивление и мощности конденсатора водяного насоса.

Задание

При заданном расходе и параметрах греющего и нагреваемого

теплоносителей рассчитать кожухотрубчатый водоводяной

теплообменник.

По трубам движется вода, в межтрубном пространстве движется

конденсат. Среднее давление воды и конденсата в теплообменнике

принять равным 0,5 МПа.

В зависимости от вариантов трубки в теплообменнике расположены

по вершинам равностороннего треугольника или по концентрическим

окружностям с шагом между трубками S.

По основным вычисленным размерам вычертить чертеж

теплообменника в масштабе.

Значения температур теплоносителей, схема их движения и

характеристика трубного пучка приведены в таблице 1.

Тепловой расчет

1. Средние температуры теплоносителей:

2. Теплофизические свойства теплоносителей:

Наименование величины обозначения	Размерность	Вода	Конденсат
1.Теплоемкость , cp		4,174	4,195
2. Плотность, ρ		995	971,8
3. Коэффициент теплопроводности, λ		62,14	67,4
4. Коэффициент кинематической вязкости, ν		0,776	0,365
5. Число Прандтля, Рr	-	5,232	2,23

3. Тепловая мощность теплообменника:

4. Массовый расход конденсата:

5. Число трубок одного хода теплоносителя:

Где = d- 2δ = 16-2·2=12 [мм]

6. Внутренний диаметр корпуса теплообменника:

где S –шаг между трубками.

Полученное значение округляем до ближайшего стандартного значения, то есть Dвн = 1000 [мм]

7. Уточняем число трубок одного хода.

8. Уточняем площадь проходного сечения одного хода воды.

9. Уточняем скорость воды в одном ходе теплообменника.

10. Площадь проходного сечения одного хода конденсатора.

11. Определяем скорость конденсата в одном ходе.

12. Коэффициент теплоотдачи со стороны воды.

12.1 Определяем число Рейнольдса:

По числу Рейнольдса определяем режим течения воды в трубках теплообменника. Так как Reв > 5000 , то режим турбулентный.

12.2 Число Нуссельта.

По турбулентному режиму течения воды из справочной литературы выбираем соответствующее уравнение подобия для определения числа Нуссельта.

12.3 Коэффициент теплоотдачи воды.

13. Коэффициент теплоотдачи со стороны конденсата.

13.1 Число Рейнольдса конденсата.

По вычисленному числу Рейнольдса определяем режим течения конденсата.

Так как Reв>5000, режим турбулентный.

13.2 Число Нуссельта для конденсата.

По турбулентному режиму течения конденсата из справочной литературы выбираем соответствующее уравнение подобия для определения числа Нуссельта.

13.3 Коэффициент теплоотдачи конденсата.

14. Коэффициент теплопроводности теплообменника.

Где R1- термическое сопротивление загрязнений со стороны воды:

Где R2=0 - термическое сопротивление загрязнений со стороны конденсата.

• - коэффициент теплопроводности материала трубки:

для латуни =110

15. Средний температурный напор в теплообменнике.

16. Поверхность теплообменника.

17. Длина трубок в теплообменнике.