САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ
Кафедра промышленной теплоэнергетики
Курсовая работа
Тема работы:
«Расчет вертикального подогревателя сетевой воды
с прямыми трубками»
Вариант №22
Выполнил: студент 441 группы
Рябов Д.Н.
Проверил: Белоусов В. Н.
Санкт-Петербург
2012
Расчет парожидкостного теплообменника с вертикальным трубопроводом (подогревателя сетевой воды)
Исходные данные:
- производительность аппарата по воде;
- температура воды на входе;
- температура воды на выходе;
- давление насыщенного пара;
- абсолютное давление воды;
- внутренний диаметр трубки;
- внешний диаметр трубки;
Материал трубок – латунь;
- коэффициент теплопроводности латуни;
Тепловой расчет.
Определение характерных расчетных температур:
- средняя температура воды:
- температура насыщенного пара при давлении 1,0 МПа:
;
- температура стенки трубок:
;
-температура пленки стекающего конденсата:
;
Уравнение теплового баланса:
;
Расход греющего пара:
Где:
-
теплоемкость воды при средней температуре
;
- коэффициент, учитывающий потери теплоты
в окружающую среду;
Среднелогарифмический температурный напор:
;
Коэффициент теплоотдачи со стороны конденсирующегося пара:
Где:
- эмпирический коэффициент пропорциональности,
учитывающий расположение труб;
- плотность пленки конденсата при
температуре
- коэффициент теплопроводности при
температуре
- кинематическая вязкость пленки
конденсата при температуре
;
м - принятая высота трубок;
Расчетный коэффициент теплоотдачи со стороны конденсирующегося пара:
;
Коэффициент теплоотдачи со стороны нагреваемой воды:
Где:
- коэффициент теплопроводности при
температуре
;
- кинематическая вязкость при температуре
;
- число Прандтля при температуре
;
- внутренний диаметр трубок;
м/с - принятая скорость воды в трубках;
-
число Прандтля при температуре
;
Расчетный коэффициент теплоотдачи со стороны нагреваемой воды:
-
Коэффициент теплопередачи:
Где:
м
- толщина стенок трубок;
Вт/м ·°С- коэффициент теплопроводности
латуни;
Поверхность нагрева подогревателя:
Где:
Конструктивный расчет
Уравнение расхода сторонней воды:
;
Проходное сечение трубок:
;
Где:
- плотность воды при температуре
;
Проходное сечение для воды:
;
Количество трубок в одном ходе:
;
Длина трубного пучка при одноходовом исполнении аппарата:
;
Принято число ходов по воде z=15,7/4,5≈4. Тогда общее количество труб в аппарате:
;
Выбор трубного пучка:
Погрешность полученной высоты по сравнению с принятой в тепловом расчете:
Так как погрешность составляет 13%, следовательно, не требуется вести дополнительные расчеты.
Диаметр трубной доски:
;
Где:
- шаг между трубками;
- коэффициент заполнения трубной доски;
Конструктивное соотношение:
,
Что соответствует рекомендованным значениям;
Диаметр патрубков для входа и выхода трубы:
0,28м;
Где:
- скорость воды в патрубках;
-
плотность воды при температуре
;
Диаметр патрубка для подвода пара:
;
Где:
-
скорость пара в подводящем патрубке;
-
плотность пара при давлении 1 МПа;
Диаметр патрубка для отвода конденсата:
;
Где:
м/с
- скорость конденсата в патрубке;
-
плотность конденсата при температуре
;