Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Курсовой Курбан / Часть 4.4

.docx
Скачиваний:
25
Добавлен:
12.03.2015
Размер:
262.46 Кб
Скачать

IV. Поверочный расчет конвективной камеры.

Известны следующие температуры:

ºС, ºС,

ºС, ºС

Необходимо учесть:

  1. При температуре от 110ºС до 140ºС: сырье – жидкость

Оптимальная скорость движения сырья в трубах м/с – принимаем 2 м/с

  1. При температуре от 140ºС до 630ºС: сырье – газ

Оптимальная скорость движения сырья в трубахм/с– принимаем 5 м/с

  1. Сырье – жидкость

Найдем площадь сечения всех труб камеры:

где - средняя плотность сырья в интервале температур от 110ºС до 140 ºС

,

Найдем октана для двух температур:

кг/м3кг/м3

Следовательно, средняя плотность сырья составляет

кг/м3

Значит, м2

Определяем число труб в конвективной камере:

, где Fтр - площадь сечения одной трубы

Выбираем трубы 140х8 мм

Округляем до= 1

В связи с полученным числом уточняем значение скорости движения сырья в трубах

, м/с

В связи неудовлетворяющей нас скоростью движения сырья выбираем трубу с наименьшим диаметром из следующего ряда стандартных выпускаемых труб:0,114; 0,108; 0,089; 0,076; метра До тех пор пока скорость движения среды в трубах не попадет интервал 1-3 м/с

Выбираем трубы 114х6 мм

Округляем до= 1

м/с- данная скорость нас не устраивает значит берем следующую трубу из ряда.

Выбираем трубы 108х6 мм

Округляем до= 1

м/с- данная скорость нас не устраивает значит берем следующую трубу из ряда.

Выбираем трубы 102х6 мм

Округляем до= 1

м/с- данная скорость нас не устраивает значит берем следующую трубу из ряда.

Выбираем трубы 89х6 мм

Округляем до= 1

м/с- данная скорость нас не устраивает значит берем следующую трубу из ряда.

Выбираем трубы 76х6 мм

Округляем до= 1

м/с- данная скорость нас устраивает значит для теплообменника будет использоваться труба размером 76х6 мм

Поверочный расчет проводим с целью определить, является ли полученное выше значение теплоты конвективной камеры, достаточным для ее требуемого расчетного значения ˃. Расчетное значение находим по формуле:

,

где k- коэффициент теплопередачи,

- средний температурный напор,

Fк- поверхность теплообмена

,

где lкк - длина труб, омываемая дымовыми газами

,

Значит, м2

Найдем значение среднего температурного напора:

ºС

Найдем значение коэффициента теплопередачи. Учитывая , то будем вести расчет как для плоской стенки: ,

где - коэффициенты теплоотдачи от газов к стенкам труб и от стенок к сырью соответственно,

- толщина стенки и коэффициент теплопроводности

Определим коэффициент теплоотдачи излучением:

Вт/мК

Средняя скорость газов:

, где F - свободное сечение конвективной камеры

м/с

Найдем число Рейнольдса: , где м2/с- коэффициент кинематической вязкости дымовых газов

Уравнение подобия при 10≤Re =

,

Находим коэффициент теплоотдачи:

Вт/мК

Значит, коэффициент теплоотдачи от горячих дымовых газов будет равен:

Вт/мК

Определяем коэффициент теплоотдачи от нагретых стенок к сырью . Для этого воспользуемся теорией подобия. Найдем число Рейнольдса:

,

где м2/с - средний коэффициент кинематической вязкости

Подставляем полученное значение в уравнение

Тогда , где =0,10475Вт/м·К Вт/мК

Таким образом,

Вт/мК

Значит, расчетное значение теплоты конвективной камеры составляет:

По условию 34,983>718,05 не выполняется

Необходимое число труб для подогрева бензина:

Принимаем =21 шт. (3 ряда по 7 труб)

Расчетное значение теплоты конвективной камеры составит:

Следовательно, условие выполняется

Уточним значение числа труб, т.к. расчет велся для одиночных труб

Для пучка труб будет:

Из справочника при поперечном обтекании пучков труб и шахматном расположении труб используем формулу

,

где

Находим коэффициент теплоотдачи для 3 рядов ( ) с помощью соотношения:

,

Коэффициенты теплоотдачи для 1 и 2 рядов находим по следующим зависимостям:

, ;

, ;

Тогда искомое значение составит:

(1030,58718,05) – условие выполняется

большое, поэтому уменьшим число труб до 14 (2 ряда по 7 труб)

Для пучка труб будет:

,

где

Находим коэффициент теплоотдачи для 2 рядов с помощью соотношения:

,

Тогда искомое значение составит:

(754,04 > 718,05) – условие выполняется

  1. Сырье - газ

Найдем площадь сечения всех труб камеры:

где - средняя плотность сырья в интервале температур от 140ºС до 630 ºС

,

Найдем октана для двух температур:

кг/м3 кг/м3

Следовательно, средняя плотность сырья составляет

кг/м3

Значит, м2

Определяем число труб в конвективной камере:

, где Fтр - площадь сечения одной трубы

Берем 28 труб ( 4 ряда по 7 труб)

Уточняем значение скорости движения сырья в трубах:

, м/с

,

здесь мм - толщина трубной решетки

Найдем значение среднего температурного напора:

ºС

Найдем значение коэффициента теплопередачи. Учитывая , то будем вести расчет как для плоской стенки: ,

где - коэффициенты теплоотдачи от газов к стенкам труб и от стенок к сырью соответственно,

- толщина стенки и коэффициент теплопроводности

Определим коэффициент теплоотдачи излучением:

Вт/мК

Средняя скорость газов:

, где F - свободное сечение конвективной камеры

м/с

Найдем число Рейнольдса: , где м2/с- коэффициент кинематической вязкости дымовых газов

Уравнение подобия при 10≤Re =

,

где

Находим коэффициент теплоотдачи для 4 рядов ( ) с помощью соотношения:

,

Коэффициенты теплоотдачи для 1 и 2 рядов находим по следующим зависимостям:

, ;

, ;

Тогда искомое значение составит:

Определяем коэффициент теплоотдачи от нагретых стенок к сырью . Для этого воспользуемся теорией подобия. Найдем число Рейнольдса:

,

Где м2/с - средний коэффициент кинематической вязкости

Подставляем полученное значение в уравнение :

Вт/мК

Значит, коэффициент теплоотдачи от горячих дымовых газов будет равен:

Значит, расчетное значение теплоты конвективной камеры составляет:

Следовательно, условие не выполняется

Возьмем 10 секций

Уточним расчет

n=·= 10·4 = 40

=17,0

Расчетное значение теплоты конвективной камеры составит:

Следовательно, условие выполняется

Высота конвективной камеры составит:

Соседние файлы в папке Курсовой Курбан