ЗМІСТ

Вступ……………………………………………………………………………………4

1. Розрахунок теплообмінного апарату…………………………………………5

   1. Вибір швидкості гарячого теплоносія в трубах……………………………...5

   2. Розрахунок витрат гарячого теплоносія……………………………………...5

   3. Розрахунок площі поперечного перерізу трубки для гарячого теплоносія..6

   4. Розрахунок кількості трубок в теплообмінному апараті……………………6

   5. Розрахунок фактичної швидкості руху гарячого теплоносія……………….6

   6. Розрахунокплощі поперечного перерізуміж трубного простору ТА……..7

   7. Розрахунокмасовоївитрати холодного теплоносія…………………………7

   8. Розрахунокпроцесутеплообміну в теплообмінномуапараті (перше наближення)………………………………………………………………………………...7

      1. Розрахуноктеплообмінувсередині труб…………………………………….7

      2. Розрахуноктеплообмінуззовні трубок………………………………………8

      3. Розрахуноккоефіцієнтатеплопередачі………………………………………9

      4. Розрахуноктемпературистінки трубок……………………………………...9

   9. Розрахунокпроцесутеплообміну в теплообмінномуапараті (друге наближення)…………………………………………………………………………………...10

1.10. Розрахунокдовжинитеплообмінногоапарату……………………………..12

2. Розрахуноктеплотраси……………………………………………………….13

2.1. Розрахунокгарячоїгілкитеплотраси……………………………………….13

2.1.1. Розрахунокдіаметру трубопроводу…………………………………………13

2.1.2. Розрахуноквтрат тепла з поверхні трубопроводу………………………….13

2.1.3. Втрати тепла з гарячоїгілкитеплотраси……………………………………16

2.1.4. Критичнийдіаметрізоляції………………………………………………….17

2.2. Розрахунокхолодноїгілкитеплотраси……………………………………..17

2.2.1. Розрахунокдіаметру трубопроводу…………………………………………17

2.2.2. Розрахуноквтрат тепла з поверхні трубопроводу………………………….17

2.2.3. Втрати тепла з холодноїгілкитеплотраси………………………………….18

2.2.4. Критичнийдіаметрізоляції………………………………………………….19

3. Розрахунок котла……………………………………………………………..20

3.1. Розрахуноквтрат тепла з поверхні котла…………………………………...20

3.2. Визначеннятовщиниізоляції котла…………………………………………22

3.3. Внутрішній баланс котла……………………………………………………..22

3.3.1. Знаходженняконвективноїскладової балансу……………………………...22

3.3.2. Розрахунокстепенячорнотидимовихгазів…………………………………24

3.3.3. Розрахунокпроменевоїскладової балансу………………………………….24

3.4. Розрахунокфактичнихрозмірів котла……………………………………….25

3.5. Розрахунок котла ( друге наближення)……………………………………...25

3.5.1. Розрахуноквтрат тепла з поверхні котла…………………………………...25

3.5.2. Внутрішній баланс котла…………………………………………………….26

3.5.3. Розрахунокфактичнихрозмірів котла………………………………………27

3.6. Розрахунок котла (третєнаближення)…………………………………………27

3.6.1.Розрахуноквтрат тепла з поверхні котла…………………………………..27

3.6.2. Внутрішній баланс котла…………………………………………………….28

3.6.3. Розрахунок фактичних розмірів котла……………………………………….29

Література……………………………………………………………………………..30

Вступ

Теплообмін – це енергетичний обмін між об’єктами, які взаємодіють між собою в системі, що розглядаються, необхідною і достатньою умовою якої є різниця температур даних областей. Місцевим результатом теплообміну є вирівнюваннярізниці температур.

Теоріятеплообмінувизначаєшвидкістьперенесеннятеплоти, а також температуру елементівсистеми для заданогопроміжку часу. Розрізняють три способипередачітеплоти: теплопровідність, конвекція, випромінювання.

Теплообміннийапарат – цепристрій, в якомувідбувається передача теплотивідгарячоготеплоносія до холодного. За принципом діївсітеплообмінніапаратиподіляються на: рекуперативні, регенеративні та змішуючи.

Подібно до процесівтеплообмінумасообмінможевідбуватисьмолекулярною та конвективною дифузією, які є складовимичастинамитеплообміну. Молекулярнадифузія – цепроцес переносу маси, якийобумовленийтепловимрухоммікрочастинок.

Всінаведенівищепроцеситеплообмінуповинні бути розглянуті в курсовійроботі з тепломасообміну для розрахункугеометричнихрозмірів та втрат тепла елементівтепловоїмережі, яка буде складатися з котла, теплотраси та теплообмінногоапарату.

1.Розрахунок теплообмінного апарату (та)

Рис.1.1.Кожухотрубний, рекуперативний, одноходовий теплообмінний апарат безперервної дії:

1-корпус або кожух; 2-труби; 3-трубні решітки; 4-днища або кришки розподільчої камери; 5-фланеці. 1-1- рух гарячого теплоносія; 1-2 рух холодного теплоносія.

1.1. Вибір швидкості гарячого теплоносія в трубах

Приймаємо швидкість руху гарячого теплоносія рівною

1.2. Розрахунок масової витрати гарячого теплоносія

Запишемо складову рівняння теплового балансу ТА з боку гарячого теплоносія:

, (1)

де - масова витрата гарячого теплоносія, кг/с;

- середня ізобарна теплоємність гарячого теплоносія, кДж/(кг К);

- температура гарячого теплоносія на вході в ТА, ;

- температура гарячого теплоносія на виході в ТА, ;

Визначаємо середньоарифметичне значення температури дітолілметану, :

(2)

При цій температурі визначаємо фізичні властивості гарячого теплоносія (Дітолілметан) :

З рівняння(1) знаходимо масову витрату гарячого теплоносія:

1.3 Розрахунок площі поперечного перерізу трубки для гарячого теплоносія

Масова витрата теплоносія з іншого боку буде записана через рівняння нерозривності потоку:

(3)

де - швидкість руху гарячого теплоносія, м/c;

- площа поперечного перерізу трубки, м²;

густина гарячого теплоносія, кг/м³;

З формули (3) знаходимо :

Для того, щоб визначити поперечний переріз однієї трубки теплообмінного апарату приймаємо діаметри, згідно [1,2.15.ст.110]:

• внутрішній d_вн= 20 мм;

• зовнішнійd_зов=24 мм;

• товщина стінки трубки 2 мм.

Визначаємо значення площі поперечного перерізу трубки для гарячого теплоносія:

(4)

Розрахунок кількості трубок в теплообмінному апараті

, (5)

Згідно[1,табл.2.13,ст..107] приймаємо стандартну кількість трубок в ТА рівною:

=341566 шт.

:

(6)

, (7)

Округлюємо отримане значення до стандартного значення згідно ГОСТ 9617-79, [1,ст..108]. Приймаємо

1.5 Розрахунок фактичної швидкості руху гарячого теплоносія

Фактична швидкість гарячого теплоносія буде рівною:

= (8)

=

1.6 Розрахунок площі поперечного перерізу між трубного простору та

(9)

1.7. Розрахунок масової витрати холодного теплоносія

Знаходимо середньоарифметичну температуру холодного теплоносія:

(10)

При цій температурі визначаємо фізичні властивості дітолілметану, :

Знаходимо масову витрату холодного теплоносія:

(11)

Де - середня ізобарна теплоємність холодного теплоносія при середній температурі, .

З рівняння нерозривності потоку знаходимо швидкість руху холодного теплоносія:

, (12)

Де - густина холодного теплоносія при середній температурі, .

.