Введение.

Целью данной курсовой работы является выполнение теплового и гидравлического расчетов теплообменного аппарата.

Тепловой расчет сводится к определению площади поверхности теплообмена F и теплопроизводительности аппарата Q.

Гидравлический расчет сводится к определению потерь давления в трубном Р_тр и межтрубном Р_мт пространствах, а также к определению мощностей насосов для прокачки теплоносителей N_тр и N_мт соответственно.

Исходными параметрами являются:

1) тип греющей среды – Масло АМТ-300, его расход G, температура на входе и на выходе , допустимый диапазон скоростей w₁;

2) тип нагреваемой среды – масло ИС-20, температура на входе и на выходе , допустимый диапазон скоростей w₂;

3) геометрические характеристики поверхности теплообмена:

d₁ – внутренний диаметр трубок;

 - толщина стенки трубок;

4) материал трубок.

В результате расчета необходимо определить:

1. теплопроизводительность аппарата Q;

2. площадь поверхности теплообмена F;

3. потери давления Р_тр и мощность насоса N_тр в трубном пространстве;

4. потери давления Р_мт и мощность насоса N_мт в межтрубном пространстве.

Тепловой расчет.

1. Определение режимов течения теплоносителей.

По условию задания температура на выходе нагреваемого теплоносителя выше температуры на выходе греющего теплоносителя и значит, в качестве схемы движения теплоносителей выбираем противоток.

Выберем скорости движения теплоносителей из допустимого диапазона:

Определяем средние температуры теплоносителей как среднее арифметическое температур на входе и выходе теплоносителей:

Пользуясь табличными данными по средним температурам теплоносителей определяем их теплофизические свойства:

ν₁ = 1·10^-6 м²/с; λ₁ = 0,101 Вт/(м·К); c_p1 = 2240 Дж/(кгК); ρ₁=842 кг/м³; Pr_ж1=18,3.

ν₂ = 58,4·10^-6 м²/с; λ₂ = 0,128 Вт/(м·К); c_p2 = 2198 Дж/(кгК); ρ₂=864 кг/м³; Pr_ж2=865.

где r - плотность воды при данной температуре;

l - коэффициент теплопроводности воды при данной температуре;

Pr_ж – критерий Прандтля для воды при данной температуре;

с_p – средняя удельная изобарная теплоемкость теплоносителя при данной температуре;

n - кинематический коэффициент вязкости воды при данной температуре.

1.2. Определение теплопроизводительности аппарата.

Вычисляем тепловую мощность ТОА

1.3 Определение расхода нагреваемого теплоносителя

1.4. Определение коэффициентов теплоотдачи

Определим режим течения теплоносителей.

Для греющего теплоносителя режим – турбулентный.

Так как в межтрубном пространстве имеются поперечные перегородки, то течение там поперечно-продольное и для нагреваемого теплоносителя определяющим размером является наружный диаметр теплообменных трубок:

Т.к. <2000, то режим течения ламинарный.

Вычисляем коэффициенты теплоотдачи обоих теплоносителей, задавшись в первом приближении температурой стенки трубки равной среднему арифметическому между средними температурами теплоносителей:

Определим: по средней температуре стенки - , .

Для греющего теплоносителя режим турбулентный, поэтому воспользуемся критериальным уравнением М.А. Михеева:

335,7