1 Раздел. Тепловой расчет теплообменного аппарата

Запишем формулу для расчета расхода выхлопных газов,которая имеет вид:

,кг/с;

где – удельный расход топлива относительно расхода воздуха,.

Для твердого топлива .

В реальных апаратах массовый расход гарячого теплоносителя определяеться как:

,

где α – коэффициент избытка воздуха.

Из формулы 1.1 выражаем и подставляем числове значение:

Запишем формулу для расчета оценочной площади теплообменного апарата:

м²

где - передаваемый тепловой поток , Вт;

k – оценочный коэффициент;

–средний логарифмический температурный напор.

Находим передаваемый тепловой поток по формуле:

; , [2]

где ξ – потери в окружающую среду. В нашем случае, ξ=1, так как тепловые потери в окружающую среду отсутствуют.

Средний температурный напормежду двумя теплоносителями на поверхности теплообмена определяется таким способом.

Среднелогарифмический напор для противоточной схемы движения теплоносителей :

,

где большая и меньшая разница температур теплоносителей на концах теплообменника;

Рисунок 1.1 – график распределения температур для противоточной схемы.

–коэффициент который определяется в зависимости от параметров P,Rи схемы движения теплоносителей , при этом:

Находим большую и меньшую разницу температур теплоносителей на концах теплообменника:

Находим средний логарифмический температурный напор:

,

Где ε= 0,98 [3].

Уравнение теплового баланса теплообменника определяет количество теплоты, которая отдается горячим теплоносителем и воспринимается средой что нагревается учетом потерь тепла в окружающую среду .

Запишем уравнение теплового баланса для теплообменника :

Принимаем, что

С уравнения теплового баланса находим:

, кДж/(кг·К) ,[2]

,кДж/(кг·К),[2].

Уточняем значение:

,кДж/(кг·К), [2].

Найдем коэффициент теплопередачи для плоской стенки:

,

где α₁=60 Вт/(м²·К) – коэффициент теплоотдачи гарячего теплоносителя;

α₂=55 Вт/(м²·К)– коэффициент теплоотдачи холодного теплоносителя;

λ=150 Вт/(м·К) –коэффициент теплопередачи стенки;

δ=10^-3 мм – толщина стенки,[1, с.9 табл. 3.3].

Находим оценочную площадь теплообменного апарата:

2 Раздел. Определение теплофизических параметров теплоносителей

Определим основные теплофизические свойства теплоносителей.

2.1 Для дымових газов теплофизическиесвойства теплового потока при средней температуре:

2.2 Для воздуха теплофизические свойства теплового потока:

3 Раздел. Уточненный расчет теплообменного аппарата

Тепловая нагрузка аппарата по холодному потоку:

Принимаем размеры ребер и каналов одинаковыми для обоих потоков.

Задаем скорость теплового потока .

Определяем площадь свободного сечения:

Скорость холодного потока:

Число Рейнольдса:

= 1958

Коэффициенты теплоотдачи определяем по зависимости, которая для диапазонаRe= 1800…6000имеет вид j = 0.23

Тогда j₁ = 0.23= 0,014;

Учитывая, что j =;, определяем:

= 0,014

= 0,0139

где0,59,

0,68.

Коэффициент теплопередачи, отнесенный к поверхности теплого потока:

,

Где – КПД оребренных поверхностей по теплому и холодному потокам.

Значение определяем по формуле:

= 104,8;

- теплопроводность материала ребра (алюминевый сплав типа АМц).

В результате

Площадь поверхности теплообмена :

Основные геометрические характеристики:

- свободный обьем каналов по теплому потоку:

- высота теплообменника :

-площадь полного поперечного сечения теплообменеика (без учета толщины разделительных пластин)

Число каналов высоты l=12мм для каждого потока N =64 при ширине каналов (значение определено без учёта размеров поставленных брусков).

При толщине разделительных пластин площадь сечения пакета теплообменника