Методика виконнання курсового проекту

Для розрахунку пластинчастого теплообмінного апарату, як і для розрахунку будь-якого теплообмінника використовуються рівняння теплового балансу для гарячого і холодного теплоносіїв і рівняння теплопередачі.

де Q – теплове навантаження теплообмінного апарату, Вт;

с – теплоємність води (приймаємо с = 4200 Дж/(кг^оС));

G₁ – масова витрата гарячого теплоносія;

– температура гарячого теплоносія на вході, ^оС;

– температура гарячого теплоносія на виході, ^оС;

– температура холодного теплоносія на вході, ^оС;

– температура холодного теплоносія на виході, ^оС;

k – коефіцієнт теплопередачі;

F – площа поверхні теплообміну;

– середньо логарифмічний тепловий напір.

З рівнянь теплового балансу визначаємо масові витрати теплоносіїв.

Масова витрата гарячого теплоносія:

Звідси знаходимо об’ємні витрати гарячого теплоносія за годину (за цими витратами вибирається тип теплообмінного апарату):

де  – густина води (приймаємо  = 1000 кг/м³).

Тоді

Масова витрата холодного теплоносія:

Звідси знаходимо об’ємні витрати холодного теплоносія за годину (за цими витратами вибирається тип теплообмінного апарату):

де  – густина води (приймаємо  = 1000 кг/м³).

Тоді

Використовуючи додаток 6, за об’ємними витратами теплоносіїв обираємо тип теплообмінного апарату, враховуючи максимальний тиск в контурі і максимальну припустиму температуру.

Вибраний тип апарату дає площу поверхні однієї пластини f.

За додатком 3 визначаємо орієнтовний коефіцієнт теплопередачі для вибраного теплообмінного апарату.

Знаходимо середньологарифмічний температурний напір, враховуючи, що робочі середовища в теплообмінному апараті рухаються протитечією.

З рівняння теплопередачі визначаємо площу поверхні теплообміну:

Знаходимо кількість пластин в апараті, враховуючі дві неробочі граничні пластини:

де n_р – кількість робочих пластин теплообмінного апарату;

F₀ – площа поверхні однієї пластини.

Число каналів, якими рухається теплоносій:

N = n – 1.

Кількість каналів по гарячій воді приблизно дорівнює кількості каналів по холодній воді (різниця не повинна складати більше ніж 1).

Для компоновки теплообмінного апарату використовуємо той факт, що втрати тиску пропорційні витратам теплоносія в квадраті і не повинні перевищувати допустиме значення. Враховуючи це, отримуємо систему рівнянь:

;

де m_i – кількість каналів в одному ході апарата;

х_i – кількість ходів

і = 1, 2, причому індекс 1 відноситься до гарячої води, а 2 – до холодної.

Тоді

;

.

Приклад виконання курсового проекту

1 ВИХІДНІ ДАНІ:

Місто будівництва – Київ;

Теплова потужність системи опалення Q₀ = 409248 Вт;

Середньодобова теплова потужність системи ГВП Q_г^с= 102312 Вт;

Гідравлічний опір ΔP₁=10·10⁴ Па;

Температура гарячої води на вході t'₁=130 С;

Температура гарячої води на виході t''₁=75 С;

Температура холодної води на вході t'₂=70 С;

Температура холодної води на виході t''₂=95 С;

Гідравлічний опір ΔP₂ =1,4·10⁴ Па;

Тип будинку – житловий;

Кількість поверхів – 9;

Загальна площа будинку S = 7200 м²;

Загальний будівельний об’єм V = 25200 м³.