МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Авиационный факультет

КАФЕДРА ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ И ПРОМЫШЛЕННОЙ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКИ

КУРСОВАЯ РАБОТА

ПО КУРСУ “ТЕПЛОМАССООБМЕН ”

Выполнил студент группы ПТ-021 С. В. Ефремов

^{группа подпись, дата инициалы, фамилия}

Проверил С. В. Дахин

^{подпись, дата инициалы, фамилия}

Нормоконтролёр С. В. Дахин

^{подпись, дата инициалы, фамилия}

Защищена Оценка  

^дата

ВОРОНЕЖ

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

Содержание

Замечания руководителя 4

Введение 5

1 Тепловой расчет 6

1.1 Определение режимов течения теплоносителей 6

1.2 Определение неизвестного расхода 7

1.3 Определение температуры стенки теплообменных трубок 7

1.4 Определение коэффициента теплоотдачи со стороны греющего

теплоносителя 7

1.5 Определение коэффициента теплоотдачи со стороны нагреваемого

теплоносителя 8

1.6 Определение коэффициента теплопередачи 8

1.7 Уточнение температуры стенки 9

1.8 Определение теплопроизводительности аппарата 10

1.9 Определение конструктивных параметров аппарата 10

2 Гидравлический расчет 14

2.1 Определение потерь в трубном пространстве 14

2.2 Определение потерь в межтрубном пространстве 16

Заключение 17

Приложение А 18

Приложение Б 19

Приложение В 20

Список литературы 21

ЗАМЕЧАНИЯ РУКОВОДИТЕЛЯ

Введение

Целью данной курсовой работы является выполнение теплового и гидравлического расчетов кожухотрубного теплообменного аппарата.

Тепловой расчет сводится к определению площади поверхности теплообмена F и теплопроизводительности аппарата Q.

Гидравлический расчет сводится к определению потерь давления в трубном Р_тр и межтрубном Р_мт пространствах, а также к определению мощностей насосов для прокачки теплоносителей N_тр и N_мт соответственно.

Исходными параметрами являются:

1) тип греющей среды, ее расход G, температура на входе и на выходе, допустимый диапазон скоростейw₁;

2) тип нагреваемой среды, температура на входе и на выходе, допустимый диапазон скоростейw₂;

3) геометрические характеристики поверхности теплообмена:

d₁ – внутренний диаметр трубок;

 – толщина стенки трубок;

4) материал трубок.

В результате расчета необходимо определить:

1) теплопроизводительность аппарата Q;

2) площадь поверхности теплообмена F;

3) потери давления Р_тр и мощность насоса N_тр в трубном пространстве;

4) потери давления Р_мт и мощность насоса N_мт в межтрубном пространстве.

1 Тепловой расчет

1.1 Определение режимов течения теплоносителей

По условию задания греющая и нагреваемая среды однотипны, поэтому не имеет принципиального значения, в каком пространстве будет течь греющая или нагреваемая среда. Пусть в трубном пространстве течет греющая среда (будем обозначать ее индексом 1), а в межтрубном – нагреваемая (будем обозначать ее индексом 2).

По условию задания температура на выходе нагреваемого теплоносителя выше температуры на выходе греющего теплоносителяи значит, в качестве схемы движения теплоносителей выбираем противоток.

Выберем скорости движения теплоносителей из допустимого диапазона (для греющей среды м/с, для нагреваемой средым/с)

м/с;

м/с.

Найдем средние температуры теплоносителей:

,

.

Все теплофизические свойства теплоносителей при их характерных температурах приведены в приложении А.

Определим режим движения в трубном пространстве:

, (1.1)

где – средняя скорость теплоносителя в трубном пространстве, м/с;

–внутренний диаметр трубок, м;

–коэффициент кинематической вязкости жидкости при температуре t₁, м²/с.

.

Так как число Рейнольдса меньше, чем 2300, то режим течения ламинарный.

Определим режим движения в межтрубном пространстве:

, (1.2)

где – средняя скорость теплоносителя в межтрубном пространстве, м/с;

–наружный диаметр трубок, м;

–коэффициент кинематической вязкости жидкости при температуре t₂, м²/с.

Так как число Рейнольдса меньше, чем 2300, то режим течения ламинарный.

1.2 Определение неизвестного расхода

В условии курсовой работы не задан массовый расход греющего теплоносителя G₂. Найдем его по уравнению теплового баланса, которое имеет вид

.

Отсюда:

, (1.3)

где G₂ – массовый расход нагреваемого теплоносителя, кг/с;

c_p1 – средняя удельная изобарная теплоемкость греющего теплоносителя при температуре t₁, кДж/(кгК);

c_p2 – средняя удельная изобарная теплоемкость нагреваемого теплоносителя при температуре t₂, кДж/(кгК);

η – КПД аппарата, учитывающий потери теплоты от наружного охлаждения ТОА.

кг/с.