Поверочный расчет авиационного кожухотрубного теплообменного аппарата
Задание на выполнение расчета
Выполнить тепловой и гидравлический расчет кожухотрубного однохо- дового теплообменного аппарата перекрестного тока, предназначенного для подогрева топлива, для охлаждения воздуха или масла.
p
входе
' и t'
движется в межтрубном пространстве (в межтрубной полости).
2
2
Геометрические характеристики пучка: L – длина труб с учетом толщи- ны трубных досок; Lтр – длина труб без учета толщины трубных досок; αтр - наружный диаметр труб; δтр – толщина стенок труб. Расположение труб в пучке – шахматное (рис. 3.2); х1 – величина зазора между трубами в направ- лении, перпендикулярном направлению потока теплоносителя в межтрубной полости; х2 – величина зазора между трубами соседних рядов; х4 – расстоя- ние между осями соседних рядов по глубине пучка; δmin – величина мини-
мально допустимого зазора между крайними трубами в рядах и наружным кожухом. Схема движения теплоносителей – перекрестная, одноходовая, причем в межтрубной полости теплоноситель перемешивается, а в трубной – нет.
Рис. 3.1. Схема теплообменного аппарата
Рис. 3.2. Схема размещения труб в трубном пучке с шахматной разбив-
кой
Материал труб, трубных досок и корпуса – нержавеющая сталь: λ=14,4 Вт/(м·К) ; 7,9 103 кг / м 3 .
Исходные данные для различных вариантов заданий приведены в табл.
3.1. Изложенная в п. 3.2 методика расчета и расчетные зависимости апроби- рованы и используются на Нижегородском производственном объединении
«Теплообменник».
Исходные данные для выполнения поверочного расчета ТА
Таблица 3.1
Номер варианта |
Теплоносители |
Трубная полость |
Межтрубная по- лость |
Геометрические параметры теплообменника |
||||||||||||||
G1, кг/с |
t1', °С |
P1', МПа |
G2, кг/с |
t2', 0С |
P2', МПа |
Dк, мм |
Lтр, мм |
dтр, мм |
X1, мм |
X2, мм |
d1пат, мм |
d2пат, мм |
тр, мм |
lтр.д, мм |
min, мм |
Z(1), мм |
||
1-1 |
Топливо-воздушный |
0,1 |
190 |
0,57 |
0,35 |
100 |
0,04 |
80 |
160 |
5 |
1,5 |
1,5 |
40 |
15 |
0,5 |
3,5 |
2,0 |
5,0 |
1-2 |
теплообменник |
0,15 |
170 |
0,75 |
0,3 |
90 |
0,05 |
85 |
180 |
5 |
2,0 |
2,0 |
50 |
15 |
0,5 |
3,5 |
3,0 |
5,0 |
1-3 |
Первый теплоноси- |
0,2 |
150 |
0,7 |
0,25 |
80 |
0,06 |
80 |
200 |
6 |
1,5 |
1,5 |
45 |
15 |
0,5 |
3,5 |
3,0 |
6,0 |
1-4 |
тель-воздух, второй |
0,25 |
130 |
0,8 |
0,2 |
70 |
0,07 |
80 |
150 |
6 |
1,5 |
1,5 |
40 |
15 |
0,5 |
3,5 |
3,0 |
6,0 |
1-5 |
– |
0,3 |
110 |
0,9 |
0,15 |
60 |
0,08 |
75 |
130 |
4 |
1,0 |
1,0 |
45 |
15 |
0,3 |
3,5 |
2,0 |
4,0 |
1-6 |
-топливо T-1 |
0,4 |
100 |
1,0 |
0,1 |
50 |
0,09 |
70 |
120 |
3 |
1,0 |
1,0 |
45 |
15 |
0,2 |
3,5 |
2,0 |
3,0 |
2-1 |
Воздухо- |
0,6 |
220 |
0,9 |
0,5 |
40 |
0,05 |
160 |
300 |
6 |
3,0 |
3,0 |
80 |
50 |
0,5 |
4,0 |
2,0 |
6,0 |
2-2 |
воздушный радиатор |
0,55 |
210 |
0,85 |
0,45 |
50 |
0,05 |
140 |
280 |
6 |
2,5 |
2,5 |
70 |
50 |
0,5 |
4,0 |
2,0 |
6,0 |
2-3 |
Первый теплоноси- |
0,5 |
200 |
0,8 |
0,4 |
55 |
0,045 |
120 |
260 |
5 |
2,5 |
2,5 |
70 |
50 |
0,5 |
3,5 |
2,0 |
5,0 |
2-4 |
тель-воздух, второй |
0,45 |
190 |
0,75 |
0,35 |
60 |
0,04 |
100 |
240 |
5 |
2,5 |
2,5 |
65 |
45 |
0,5 |
3,5 |
2,0 |
5,0 |
2-5 |
– |
0,4 |
180 |
0,7 |
0,3 |
65 |
0,035 |
80 |
220 |
4 |
2,0 |
2,0 |
60 |
40 |
0,5 |
3,0 |
1,5 |
4,0 |
2-6 |
- воздух |
0,35 |
170 |
0,65 |
0,2 |
70 |
0,03 |
60 |
200 |
3 |
1,5 |
1,5 |
50 |
40 |
0,2 |
3,0 |
1,5 |
3,0 |
3-1 |
Воздушно- |
0,6 |
150 |
0,4 |
0,8 |
80 |
0,04 |
160 |
300 |
6 |
3,0 |
3,0 |
25 |
80 |
0,5 |
4,0 |
3,0 |
6,0 |
3-2 |
маслянный радиатор |
0,55 |
140 |
0,35 |
0,75 |
75 |
0,045 |
150 |
280 |
6 |
2,5 |
2,5 |
25 |
80 |
0,5 |
4,0 |
2,5 |
6,0 |
3-3 |
Первый теплоноси- |
0,5 |
130 |
0,3 |
0,7 |
70 |
0,05 |
140 |
260 |
5 |
2,5 |
2,5 |
25 |
70 |
0,5 |
3,5 |
2,5 |
5,0 |
3-4 |
тель- масло МС-20, |
0,45 |
120 |
0,25 |
0,65 |
65 |
0,055 |
130 |
240 |
5 |
2,0 |
2,0 |
20 |
70 |
0,5 |
3,5 |
2,0 |
5,0 |
3-5 |
второй – |
0,4 |
110 |
0,2 |
0,6 |
60 |
0,06 |
120 |
220 |
4 |
1,5 |
1,5 |
20 |
60 |
0,5 |
3,0 |
1,5 |
4,0 |
3-6 |
- воздух |
0,35 |
100 |
0,15 |
0,55 |
55 |
0,065 |
110 |
200 |
3 |
1,0 |
1,0 |
15 |
60 |
0,2 |
3,0 |
1,5 |
3,0 |