Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

имени академика С.П. Королева

Факультет двигателей летательных аппаратов

Кафедра теплотехники и тепловых двигателей

РАСЧЁТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К курсовой работе по теплопередаче на тему

“Расчёт теплообменника газотурбинного двигателя замкнутого цикла”

Вариант №20

Выполнил: Рыбальченко М.Д.

Группа 2302

Проверил Угланов Д.А.

Оценка:

Самара 2011

СОДЕРЖАНИЕ

стр

ВВЕДЕНИЕ

1 Описание, конструкция и принцип работы теплообменника ГТД замкнутого цикла

2 Тепловой расчёт противоточного рекуперативного теплообменника

2.1 Определение массовых секундных расходов теплоносителей

2.2 Определение температурных условий работы теплообменника

2.3 Определение коэффициентов теплоотдачи

2.5 Определение площади поверхности охлаждения

3 Гидравлический расчёт теплообменника

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Реферат

Курсовая работа

Пояснительная записка:

ТЕПЛООБМЕННИК, ГТД, ЗАМКНУТЫЙ ЦИКЛ, ТЕПЛОНОСИТЕЛЬ, ТЕПЛОВОЙ РАСЧЁТ, ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ, КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛООТДАЧИ, КРИТЕРИЙ РЕЙНОЛЬДСА, КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ, ПЛОЩАДЬ СЕЧЕНИЯ, ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ, МОЩНОСТЬ.

Объектом исследования является теплообменник-холодильник газотурбинного двигателя замкнутого цикла.

Цель работы - конструкторский тепловой и гидравлический расчёт теплообменника.

В процессе работы использована методичка конструкторского теплового и гидравлического расчёта противоточного теплообменника-холодильника газотурбинной наземной установки замкнутого цикла.

В результате работы определено, что выбор оптимальных форм и размеров поверхности нагрева теплообменника оказывает влияние на соотношение между поверхностью теплообмена и расходом энергии на движение теплоносителей.

Эффективность работы заключается в выборе исходных конструктивных соотношений для компоновки теплообменника, в определении площади рабочей поверхности теплообменника и его основных размеров, потерь давления теплоносителя при прохождении его через аппарат, затрат мощности на прокачку холодного теплоносителя.

Введение

Аппараты теплообменные предназначены для нагрева и охлаждения жидких и газообразных сред в технологических процессах, теплообмена между технологическими средами с температурой от минус 60 С до плюс 550 С. В зависимости от назначения кожухотрубчатые аппараты могут быть теплообменниками, холодильниками, конденсаторами и испарителями.

Холодильники -для охлаждения различных жидких или газообразных сред пресной, морской воды или хладагентами с температурой охлаждаемой среды в кожухе от 0 до+400 С и температурой охлаждающей среды в трубах от – 20 до +60 С. Конденсаторы – для конденсации и охлаждения парообразных сред пресной, морской водой или другими хладагентами с температурой конденсируемой среды в кожухе от 0до 400 С и температурой охлаждающей среды в трубах от -20 до+60 С. Испарители- для нагрева и испарения различных жидких сред с температурой греющей и испаряемой сред от минус 30 до плюс 450 С, для приема, хранения и выдачи жидких и газообразных сред, для систем отопления и горячего водоснабжения, работающих в режиме 70/150 C, 70/130C и 70/95 C.

Теплообменные аппараты изготовляются: по расположению - вертикальными и горизонтальными, и наклонными, в соответствии с требованиями технологического процесса или удобства монтажа.; по числу ходов в трубном пространстве - одноходовыми, двухходовыми, четырехходовыми и шестиходовыми; по компоновке – одинарными и сдвоенными; по материалу основных узлов и деталей – с деталями трубного и межтрубного пространства из коррозионностойкой стали, а межтрубного пространства – из углеродистой стали; с трубами из латуни или алюминиево-магниевого сплава и деталями межтрубного пространства из углеродистой стали.

Задание

Выполнить конструкторский тепловой и гидравлический расчёт противоточного теплообменника-холодильника газотурбинной наземной установки замкнутого цикла. Исходные данные в таблице 1:

Q, кДж	tв’,С	tв’’,С	tг’,С	tг’’,С	pг,МПа
3350	15	42	254	47	13,5

1 Описание, конструкция теплообменника гтд замкнутого цикла

Принципиальная схема газотурбинной установки регенеративного цикла с промежуточным охлождением газа в теплообменнике-холодильнике представлена на рисунке 1.

Схема газотурбинного регенеративного цикла включает в себя 1- реактор, 2-турбина,3- компрессор, 4- электрогенератор, 5-теплообменник, 6 – холодильник, 7 – регенератор.

Рисунок 1 – Принципиальна схема газотурбинного цикла с промежуточным охлаждением газа.

Конструктивная схема теплообменника представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 – Конструктивная схема холодильника

Холодильник представляет собой кожухотрубчатый теплообменник, расположенный горизонтально. Теплопередающая поверхность его образована пучком труб 1, закреплённых в трубных решётках 2, которые охвачены кожухов 3, снабженными днищами 4 и потрубками 5 для входа и выхода газа и охлаждающей воды. Таким образом, получаются две полости, разделенные стенками труб трубное пространство, по которому движется горячий газ (воздух) и межтрубное пространство, по которому движется охлаждающая вода. Общий вид некоторых теплообменных кожухотрубчатых аппаратов представлен на рисунке 3.