Введение

Теплообменник – устройство, в котором теплота переходит от одной среды к другой. Чаще всего в теплообменниках осуществляется передача теплоты от одного теплоносителя к другому. Кожухотрубчатые теплообменные аппараты общего назначения изготавливаются горизонтальными или вертикальными. Конструктивно они подразделяются на типы, показанные на рис.1.

Рис. 1. Кожухотрубчатые теплообменные аппараты

а - теплообменники с неподвижными решетками, с жестким кожухом и

жестко закрепленными трубными решетками;

б - теплообменники с температурным компенсатором на кожухе, с

жестко закрепленными трубными решетками;

в - теплообменники с плавающей головкой, с жестким кожухом и одной

жестко закрепленной трубной решеткой;

г - теплообменники c U-образными теплообменными трубами, с жестким

кожухом и жестко закрепленной трубной решеткой;

д - теплообменники с сальником на плавающей головке, с жестким

кожухом и одной жестко закрепленной трубной решеткой.

Обычно размещение труб в решетках выполняется по вершинам

равносторонних треугольников (рис. 2а) или по концентрическим окружностям (рис. 2б)

Рис. 2. Схемы размещения труб в подогревателях:

а - по вершинам равносторонних треугольников;

б - по концентрическим окружностям

1.Тепловой расчет

1.1) Средняя температура теплоносителей:

воды: tв=0,5(t'в + t"в),

tв=0,5*(10+24)=17 0С;

конденсата: tк=0,5(t'к + t"к),

tк= t'к - t"к /ln (t'к/ t"к) =120-50/ln(120/50)=80 0С.

1.2) Теплофизические параметры теплоносителей.

Находим физические параметры воды и конденсата по их средним температурам , воспользовавшись таблицей П3 учебника по тепломассобмену Ф.Ф. Цветкова.

Таблица 2

Наименование и обозначение вел.	Размерность	Вода	Конденсат
1.Теплоемкость	кДж/кг*к	4,185	4,195
2.Плотность, ρ	кг/м3	998,65	971,8
3.Коэф.теплопроводности	Вт/м*К	0,591	0,674
4.Коэф. кинемат-й вязкости,	м2/с	1,096*10-6	0,365*10-6
5.Число Прантля	-	7,77	2,21

1.3) Тепловая мощность теплообменника

1.4) Массовый расход конденсата

,где

1.5) Число трубок одного входа теплоносителей

где .

1.6) Внутренний диаметр корпуса теплообменника

где: S-шаг между трубками, S=1,5 =0,033 м2,

- коэффициент заполнения трубной решетки, равный 0,7,

Z – число ходов теплообменника по воде, равный 1;

=1,1*0,033* =0,68049 м.

Рассчитанное значение внутреннего диаметра кожуха округляется до

ближайшего стандартного размера=700 мм.

, =8 мм

м.

1.7) Уточняем число трубок одного входа

шт.

Полученное число округляем до целочисленного=248 шт;

1.8) Уточняем площадь проходного сечения воды

м2;

1.9) Уточняем скорость воды в Т.А.

м/с.

1.10) Площадь проходного сечения конденсата

1.11) Скорость конденсата

м/с

1.12) Коэффициент теплоотдачи со стороны воды

1.12.1) Число Рейнольдса

Режим движения жидкости соответствующий полученному числу- турбулентный

1.12.2) Число Нуссельта

В соответствии с установленным режимом течения жидкости используется следующая формула:

, [Исаченко,81г.;фор-ла 8.5, стр. 184]

Предварительно примем: и определим параметры стенки

, тогда используя таблицу П2 учебника Ф.Ф Цветкова:

, м/с.

1.12.3) Коэффициент теплоотдачи воды

1.13) Коэффициент теплоотдачи со стороны конденсата

1.13.1) Число Рейнольдса

;

Где , где - полный смоченный периметр, который находим по формуле: м

Режим движения конденсата, определенный по полученному числу- турбулентный .

1.13.2) Число Нуссельта

В соответствии с установленным режимом течения жидкости используется следующая формула:

; [Исаченко,81г.,фор-ла 8.11,стр.186]

Предварительно примем: и определим параметры стенки

, тогда используя таблицу П3 учебника Ф.Ф Цветкова:

, м/с.

1.13.3) Коэффициент теплоотдачи конденсата

1.14) Коэффициент теплопередачи ТА

, где R1- термическое сопротивление отложений со стороны воды, равный 0,00023(для оборотной воды)

R2-термическое сопротивление отложений со стороны конденсата, равное 0.

К=51,95 Вт/м2*К

1.15) Средний температурный напор

По заданию схема движения- противоток

,

,

тогда расчет среднего температурного напора ведется по следующей формуле:

,

1.16.) Поверхность теплообменного аппарата

;

1.17) Протяженность труб в Т.А.

м

1.18) Число секций в Т.А.

где Lс- принимается меньшим либо равным 5 с таким расчетом, чтобы число секций было целочисленным, для данного расчета примем равным-3,5м.