Определение коэффициента теплоотдачи от горячего теплоносителя к стенке (α1, Вт/(м2∙к)).
Горячий теплоноситель направляем в трубное пространство.
,
где PrСТ
– число Прандтля теплоносителя при
средней температуре стенки труб.
Примем Prж/ PrСТ = 1.
Т.к. Re1 > 104, то значения коэффициентов C, m и n, зависящие от расположения трубок в теплообменном аппарате и числа Re, будут равны [ 1 – 30 ]:
С = 0,36; m = 0,6; n = 0,36.
Определение коэффициента теплоотдачи от стенки к холодному теплоносителю (α2, Вт/(м2∙к))
Холодный теплоноситель пускаем в межтрубное пространство.
,
где
С = 0,671; С1 = 0,71; СZ = 1; m = 0,5; n = 0,36 [ 1 – 32];
8. Дополнительные тепловые сопротивления σ(δi/λi), (м2∙к)/Вт
где
[
1
– 22,24]
RЗГ = (4,0÷29,0)∙10-4 (м2∙К/Вт) – термическое сопротивление горячего теплоносителя;
RЗХ = (20÷40)∙10-4 (м2∙К/Вт) – термическое сопротивление холодного теплоносителя.
λС – коэффициент теплопроводности стенки, зависит от материала труб.
Выбираем для труб сталь углеродистую 40, для неё λС = 48,1 Вт/(м∙К),
Зададим:
RЗГ = 4∙10-4 м2∙К/Вт;
RЗХ = 20∙10-4 м2∙К/Вт,
Тогда
9. Коэффициент теплопередачи к (Вт/(м2∙к)) и водяной эквивалент поверхности нагрева кF (Вт/к).
.
Погрешность:
Т.к. погрешности незначительные, теплообменный аппарат оставляем прежним.
10. Мощность теплообменного аппарата q, кВт по данным проверочного расчета (расчет второго рода).
;
;
;
,
или
-
приведённый
водяной эквивалент.
Вт.
Погрешность:
Действительные температуры теплоносителей на выходе из теплообменного аппарата:
ºС;
ºС.
Погрешности:
11. Графическая часть курсовой работы
1
- Распределительная камера
2
- Разделительная перегородка
3
– Отбойник
4
– Кожух
5
– Трубный пучок
6
– Температурный компенсатор
7
– Сегментные перегородки
8
– Дистанционные трубки
9
– Трубные решетки
10
– Задняя крышка
11
– Штуцеры для входа и выхода из
межтрубного пространства
12
– Опоры
13
– Штуцеры для входа и выхода из трубного
пространства
Для четырёхходового теплообменного аппарата:
Распределительная Задняя крышка
камера
Характер
изменения температуры теплоносителей
вдоль поверхности при прямотоке и
противотоке в зависимости от соотношения
водяных эквивалентов теплоносителей.
По
оси абсцисс отложена поверхность
теплообмена F, по оси ординат температура
теплоносителей.
Большее
изменение температуры будет у
теплоносителя с меньшей теплоемкостью
массового расхода.
Вывод: в процессе расчёта теплообменного аппарата я определил тип ТА и его конструкцию, определил мощность выбранного стандартного ТА, и действительные конечные температуры теплоносителей, в результате чего подтвердил возможность использования стандартного теплообменника при заданных температурах теплоносителей.
Список использованной литературы:
1. Калинин А. Ф. Расчёт и выбор конструкции кожухотрубного теплообменного аппарата. – М., РГУНГ им. И.М. Губкина, 2002. – 82 с.
2. Трошин А.К. Теплоносители тепло- и массообменных аппаратов и их теплофизические свойства. – М., МИНГ, 1984. – 94 с.
3. Калинин А. Ф. Расчёт и выбор конструкции кожухотрубного теплообменного аппарата. – М., МИНГ, 1989. – 76 с.
4. Поршаков Б. П. Романов Б.А. Основы термодинамики и теплотехники. – М., Недра, 1988. – 300 с.