Определение конструктивных параметров аппарата

 

Найдем общее количество трубок в аппарате. Для этого из уравнения неразрывности найдем суммарную площадь проходного сечения всех трубок:

 

, (1.17)

 

где – плотность греющего теплоносителя при его средней температуре, кг/м³.

м².

 

Общее количество трубок n будет равно:

 

, (1.18)

 

где – площадь поперечного сечения одной трубки, м².

 

м²;

 

.

 

Таким образом, общее количество трубок в аппарате равно 10 и они расположены так, как показано на рис. 1. Согласно рисунку количество рядов труб по ходу потока в межтрубном пространстве m равно 3.

 

 

Рисунок 1 – Порядок расположения труб в трубном пучке.

 

Вычислим длину трубок:

, (1.19)

где – средний диаметр трубок, м;

м.

Сравним полученную длину с ранее взятой:

 

Сделаем еще несколько итераций для уточнения длины теплообменных трубок. Т. к. они полностью аналогичны выше изложенной, то сведем их в таблицу:

 

Таблица 1 – уточнение длины теплообменных трубок

№	lнач, м	l, м	Δ, %
		2146,5	57,9
		3546,8	9,78
		3716,9	3,15
		3777,8	0,74

 

В результате изменится площадь поверхности теплообмена F:

 

F=1484 м.

Гидравлический расчет

Определение потерь в трубном пространстве

 

Формула для суммарных потерь в трубном пространстве имеет вид:

 

, (2.1)

 

где – потери по длине трубок;

– потери на местных сопротивлениях.

 

Для расчета потерь по длине воспользуемся формулой Дарси-Вейсбаха:

 

, (2.2)

 

где l – коэффициент Дарси, который для ламинарного течения находится по формуле

 

, (2.3)

 

 

Па.

 

В качестве местных сопротивлений в рассматриваемом аппарате присутствуют вход в трубную решетку и выход из нее

 

, (2.4)

 

где и – КМС входа и выхода соответственно

 

 

Па

Найдем мощность насоса для прокачки теплоносителя через трубное пространство теплообменника. Она равна:

 

, (2.5)

 

где – КПД насоса.

 

Вт.

 

Определение потерь в межтрубном пространстве

Формула для суммарных потерь в межтрубном пространстве имеет вид:

 

, (2.6)

 

где – потери по длине трубок;

– потери на местных сопротивлениях.

 

Для расчета потерь по длине воспользуемся формулой Дарси-Вейсбаха:

 

, (2.7)

 

где l – коэффициент Дарси, который для ламинарного течения находится по формуле

, (2.8)

 

 

Па.

 

, (2.9)

 

где x – коэффициент потерь в межтрубном пространстве;

Па.

 

Найдем мощность насоса для прокачки теплоносителя через межтрубное пространство теплообменника. Она равна:

 

; (2.10)

 

Вт.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной курсовой работе были произведены тепловой и гидравлический расчеты кожухотрубного теплообменного аппарата.

В результате теплового расчета было определено:

1) теплопроизводительность аппарата Q=232636,32 Вт;

2) площадь поверхности теплообмена F=1484 м².

В результате гидравлического расчета было определено:

1) потери давления DР_тр=84723941 Па и мощность насоса N_тр=220635,3 Вт в трубном пространстве;

2) потери давления DР_мт=347881813,7 Па и мощность насоса N_мт=1363091,4 Вт в межтрубном пространстве.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

(обязательное)

 

Таблица теплофизических свойств теплоносителей (масло МС-20)

t, °C	r, кг/м3	Ср, Дж/(кг×К)	l·102, Вт/(м×К)	n×106, м2/с	Pr
t1		2,198	12,8	58,4
t2		2,106	13,1

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

(обязательное)

 

образец

 

 

Площадь поверхности теплообмена, м²

 

Рисунок 2 – График распределения температуры теплоносителей по длине аппарата

ПРИЛОЖЕНИЕ В

(обязательное)

 

 

Рисунок 3 – Эскиз теплообменного аппарата

 

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача. Учебник для вузов. 3-е изд. перераб. и доп. М.:Энергия. 1975.-488 с.

2. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. М.:Энергия. 1973.-368 с.

3. Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче. М.:Энергия. 1975.-280 с.

4. Козлова О.В., Новиков Ю.Л., Бочарова Т.Н. Стандарт предприятия. Оформление расчетно-пояснительной записки и графической части. СТП ВГТУ 004-2003.-42 с.

5. Теплотехнический справочник. Под общ. ред. В.Н. Юренева и П.Д. Лебедева. В –2х т. Изд. 2-е, перераб. М., «Энергия», 1976.-897 с.