Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Національний університет водного господарства та природокористування

Кафедра теплоенергетики та машинознавства

Пояснювальна записка до

курсової роботи

з дисципліни:

“Тепломасообмін”

ГЕ 31 23 00 18

Оцінка:

за 100 бальною шкалою _______

за стандартом ECTS _______

за стандартом МОНУ _______

­­____________ ___________

(Дата) (Підпис)

До захисту

____________ ___________

(Дата) (Підпис)

Виконав:

Студент 3-го курсу

ФГТБ та ГЕ, групи ГЕ-31

Cверблюк Михайло Степанович

Перевірив:

ст.викладач Середа В.В.

Рівне 2012

ЗМІСТ

Вступ………………………………………………….…………………............……3

1. Розрахунок теплообмінного апарату....................……………………….........…4

1.1. Вибір швидкості гарячого теплоносія в трубах……………………….….....4

1.2. Розрахунок витрат гарячого теплоносія…………………………………......4

1.3. Розрахунок площі поперечного перерізу трубки для гарячого теплоносія.5

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

1.5. Розрахунок фактичної швидкості руху гарячого теплоносія........................6

1.6. Розрахунок площі поперечного перерізу між трубного простору ТА...…..6

1.7. Розрахунок масової витрати холодного теплоносія………....…………...…7

1.8. Розрахунок процесу теплообміну в теплообмінному апараті (перше наближення)……………… ........................................................................................8

1.9. Розрахунок процесу теплообміну в теплообмінному апараті (друге наближення)…………………………………………………………………….......12

1.10. Розрахунок довжини теплообмінного апарату……………….......…........14

2. Розрахунок теплотраси…........…………...……….………………….................16

2.1. Розрахунок гарячої гілки теплотраси............................................................16

2.2. Розрахунок холодної гілки теплотраси……......…….……………………..23

3. Розрахунок котла……………………….....……………………………………..29

3.1. Розрахунок втрат тепла з поверхні котла…….…….....………….………...30

3.2. Визначення товщини ізоляції котла…………….……….…………………32

3.3. Внутрішній баланс котла….…………………….…………………………..32

3.4. Розрахунок фактичних розмірів котла…………….....…………………….36

3.5. Розрахунок котла ( друге наближення)…….……………….……………...37

Література…………………………………………………………………………...41

_Н

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 вирівнювання різниці температур.

Теорія теплообміну визначає швидкість перенесення теплоти, а також температуру елементів системи для заданого проміжку часу. Розрізняють три способи передачі теплоти: теплопровідність, конвекція, випромінювання.

Теплообмінний апарат – це пристрій, в якому відбувається передача теплоти від гарячого теплоносія до холодного. За принципом дії всі теплообмінні апарати поділяються на: рекуперативні, регенеративні та змішуючи.

Подібно до процесів теплообміну масо обмін може відбуватись молекулярною та конвективною дифузією, які є складовими частинами теплообміну. Молекулярна дифузія – це процес переносу маси, який обумовлений тепловим рухом мікрочастинок.

Всі наведені вище процеси теплообміну повинні бути розглянуті в курсовій роботі з тепломасообміну для розрахунку геометричних розмірів та втрат тепла елементів теплової мережі, яка буде складатися з котла, теплотраси та теплообмінного апарату.

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 (Дифеніл) :

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;

• зовнішній d_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:

=566 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 (дітолілметан):

(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, .

.