Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Проектирование кожухотрубчатого теплообменного аппарата




Реферат

Содержанием данного курсового проекта является проектирование тепломассообменного оборудования промышленных и транспортных предприятий. Проект включает в себя 28 страниц пояснительной записки, 2 чертежа формата А3, 2 диаграммы.

КОЖУХОТРУБЧАТЫЙ ТЕПЛООБМЕННЫЙ АППАРАТ, РАСТВОРИТЕЛЬ, КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛООТДАЧИ, МАССОВЫЙ РАСХОД, ПЛОТНОСТЬ РАСТВОРА, ЭНТАЛЬПИЯ, ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС.

 

 

Содержание

 

Задание 2-3
Реферат  
1.Проектирование кожухотрубчатого теплообменного аппарата 7-16
2.Проектирование выпарной установки 17-27
3.Используемая литература  
   

 

Введение

Кожухотрубчатые теплообменные аппараты в различных модификациях наиболее широко используются в промышленности и теплоэнергетике. Размеры теплообменной поверхности такого теплообменника можно варьировать в широких пределах, конструкция имеет достаточную прочность и хорошо выдерживает нагрузку, имеющие место при сборке, монтаже, перевозке и эксплуатации теплообменника. Конструктивные особенности позволяют применять этот тип теплообменников в самых разнообразных условиях, включая весьма низкие или высокие температуры и давления теплоносителей, большие градиенты температур.

Основными элементами конструкции кожухотрубчатого теплообменника являются: трубный пучок, трубные доски, кожух, входной и выходной патрубки.

Выпариванием называется процесс концентрирования растворов твердых нелетучих или малолетучих веществ посредством испарения растворителя и отвода образовавшихся паров. Выпаривание применяется в промышленности для повышения концентрации разбавленных растворов или выделения в них растворенного вещества путем кристаллизации. В результате выполнения теплового расчета определяется требуемая величина площади поверхности теплообмена и в соответствии с ней подбирается стандартный выпарной аппарат.

 

Проектирование кожухотрубчатого теплообменного аппарата

Тепловой расчёт рекуперативного теплообменного аппарата основывается на уравнениях теплового баланса и теплопередачи. Для пароводяного кожухотрубчатого теплообменника уравнение теплового баланса можно записать в виде:

,

где Q1 – тепловой поток, отдаваемый греющим теплоносителем, Вт;

Q2 – тепловой поток, воспринимаемый нагреваемым теплоносителем, Вт;

- тепловой поток, отдаваемый в окружающую среду, Вт.

Тепловой поток, воспринимаемый нагреваемым теплоносителем (водой), определяется по формуле:

,

 

где cpw – теплоемкость воды, ;

– массовый расход воды, кг/с;

- температура воды на выходе;

- температура воды на входе.

.

Тепловой поток, отдаваемый греющим теплоносителем:

,

где коэффициент, учитывающий потери в окружающую среду.

По заданию

кВт.

Расход греющего теплоносителя:

где энтальпия водяного пара на входе в теплообменный аппарат, ;

энтальпия конденсата на выходе из теплообменного аппарата, .

Определяем по таблице «Термодинамические свойства воды и водяного пара в состоянии насыщения»: ,

Средняя разность температур теплоносителей рассчитывается по формуле:

,

где наибольшая разность температур теплоносителей, ;

наименьшая разность температур теплоносителей, .

; ,

где температура насыщения водяного пара;

температуры воды на входе и выходе из теплообменного аппарата.

Имея давление водяного пара находим температуру насыщения:

;

;

.

Средняя температура воды:

Предварительно задаемся температурой стенки:

- со стороны нагреваемого теплоносителя:

- со стороны греющего теплоносителя:

Определяем коэффициент теплоотдачи со стороны нагреваемого теплоносителя:

Предварительно задаемся значением скорости для капельных жидкости w2 =1,3 м/с. Выбрав величину скорости движения воды по трубам, можем определить число труб в одном ходе трубного пучка:

,

где массовый расход воды, ;

плотность воды при средней температуре воды (определяем по таблице «Физические свойства воды на линии насыщения»), ;

скорость движения воды по трубам, ;

внутренний диаметр труб, м.

где dн - наружный диаметр трубы, м;

d - толщина стенки трубы, м.

Общее число труб в пучке определим по формуле:

,

где z – число ходов по воде.

Трубы в трубных решётках обычно размещают по сторонам шестиугольников или по концентрическим окружностям. Выбираю размещение труб по сторонам шестиугольников. Тогда общее количество труб равно:

,

где порядковый номер шестиугольника, считая от центра.

Из последнего соотношения можно определить число шестиугольников:

Уточняем общее число труб в пучке:

;

Уточним значение w2по формуле:

,

где массовый расход воды, ;

плотность воды при средней температуре воды, ;

скорость движения воды по трубам, ;

- число труб в одном ходе трубного пучка.

.

Определим число Рейнольдса:

Так как значение Reж,d>10000, то режим течения турбулентный.

Коэффициент теплоотдачи от стенки трубы к воде, движущейся внутри труб:

,

где число Рейнольдса;

число Прандтля для воды при средней температуре воды;

число Прандтля для воды при температуре внутренней поверхности стенки трубы (по таблице II [2]);

Определим коэффициент теплоотдачи от стенки трубы к воде, движущейся внутри труб:

Коэффициент теплоотдачи при конденсации водяного пара на наружной поверхности вертикального трубного пучка.

Число Рейнольдса:

Безразмерный комплекс Z:

Разность температур:

где Н – характерный размер, м;

Для горизонтальных теплообменников характерный размер определяется по формуле:

где R– наружный радиус, м.

 

А, В – комплексы, А=60,07 1/(м×0С), В=6,9×10-3 м/Вт.

Безразмерный комплекс Z:

Число Рейнольдса:

Коэффициент теплоотдачи при конденсации водяного пара на наружной поверхности вертикального трубного пучка:

Величину коэффициента теплопередачи будем рассчитывать по уравнению для плоской пластины, учитывая термические сопротивления загрязнений поверхности теплообмена со стороны обоих теплоносителей:

,

где коэффициент теплоотдачи при конденсации водяного пара на наружной поверхности трубного пучка, ;

коэффициент теплоотдачи от внутренней поверхности труб к нагреваемому теплоносителю, ;

толщина стенки теплопередающей поверхности (трубы), м;

толщины загрязнений со стороны греющего и нагреваемого теплоносителей, м;

коэффициент теплопроводности материала трубы (латунь), ;

коэффициенты теплопроводности загрязнений поверхности

теплообмена со стороны греющего и нагреваемого теплоносителей,

 

Уточним значения и :

 

Определим расчётную величину площади поверхности теплообмена:

Основные размеры теплообменного аппарата.

Длина теплообменного аппарата:

Внутренний диаметр кожуха:

,

где коэффициент заполнения трубной решётки, равный отношению площади, занятой трубами, к полной площади решётки. Принимаем .

Шаг труб:

Длина теплообменного аппарата:

Внутренний диаметр кожуха:

Полученное значение внутреннего диаметра кожуха округляем до ближайшего стандартного D=0,3 м





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2016-09-06; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 723 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Человек, которым вам суждено стать – это только тот человек, которым вы сами решите стать. © Ральф Уолдо Эмерсон
==> читать все изречения...

2360 - | 2215 -


© 2015-2025 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.012 с.