- •Оглавление
- •2. Цель курсовой работы
- •3. Требования к содержанию и оформлению пояснительной записки
- •4. Исходные данные к курсовым работам
- •Волжский государственный инженерно-педагогический университет Автомобильный институт
- •Волжский государственный инженерно-педагогический университет Автомобильный институт
- •Волжский государственный инженерно-педагогический университет Автомобильный институт
- •Волжский государственный инженерно-педагогический университет Автомобильный институт
- •5. Основы инженерных тепловых и компоновочных расчётов теплообменных аппаратов
- •6. Заключение
- •7. Приложения
- •7.1. Примеры тепловых и компоновочных расчётов теплообменных аппаратов
- •7.1.1. Курсовая работа №1
- •3.Исходя из заданной скорости движения воды в трубках, определим количество трубок в одном ходе и в целом в теплообменнике.
- •6.1. Среднелогарифмический температурный напор от конденсата к нагреваемой воде
- •6.2.Cредняя температура воды
- •3. Средняя температура стенки
- •6.4.Режим течения пленки конденсата определяется по приведенной (к вертикальной) длине трубки [1].
- •8. Рассчитываем коэффициент теплопередачи от пара к воде, как при теплопередаче через плоскую стенку (т.К. Толщина стенки трубки мала по сравнению с её радиусом ).
- •9. Уточненное значение температуры стенок трубок
- •10. Определяем необходимую поверхность теплообмена.
- •7.1.2. Курсовая работа №2
- •1.1. Массовый и объёмный расходы воды в трубках
- •3. Скорость воды:
- •4. Средние температуры воды:
- •5. Определение режимов течения воды в трубках и в межтрубном пространстве .
- •6. Определение коэффициентов теплоотдачи при течении воды в трубках и в межтрубном пространстве.
- •10.Необходимая длина трубок по ходу движения греющей воды
- •7.1.3. Курсовая работа №3 Тепловой расчёт кожухотрубчатого теплообменника
- •2.2. Расчет коэффициента теплоотдачи от бензола к трубкам.
- •3.1. Коэффициент теплоотдачи конденсирующегося бензола.
- •7.1.4. Курсовая работа №4 Тепловой и компоновочный расчёты спирального теплообменника
- •2.2. Определим коэффициент теплопередачи.
- •2.2.1. Гидравлический диаметр каналов для движения воды и бензола
- •3.1. Геометрический и компоновочный расчет матрицы спирального теплообменника.
- •3.1.2. Определим количество витков внутренней спирали - n1
- •7.2. Справочные материалы
- •Расчётные характеристики горизонтальных пароводяных подогревателей конструкции я.С Лаздана [Рис. 1]
- •Международная система единиц (си)
- •Соотношения между единицами измерения системы мкгсс и международной системы единиц (си)
- •8. Список рекомендуемой литературы
3. Скорость воды:
в трубках
Wт=Vт/(3600*f.т) = 16,67/(3600*0,00507) = 0,913м/c;
в межтрубном пространстве
Wмт=Vмт/(3600*fм.т) = 40/(3600*0,0122) = 0,911м/c.
Скорость движения и греющей и нагреваемой воды не превышает заданных в условии значений.
4. Средние температуры воды:
- в трубках
t1=0,5((t11 + t111)=0,5(140+80)=1100C;
- в межтрубном пространстве
t2=(t21 +t211)=0,5(70+95)=82,50С.
5. Определение режимов течения воды в трубках и в межтрубном пространстве .
5.1. Течение в трубках.
Кинематический коэффициент вязкости воды по средней температуре воды в трубках
νт = 0,272*10-6м2/c (Таблица №1, Приложение)
Число Рейнольдса для воды в трубках
Reт= Wтdвн/νт= 0,913*13,2*10-3/(0,272*10-6)=44300
5.2. Течение между трубками .
Кинематический коэффициент вязкости воды по средней температуре между трубками
νмт = 0,357* 10-6м2/c (Таблица №1, Приложение)
Гидравлический (эквивалентный) диаметр межтрубного пространства
dм.т .= 4fм.т//Р=4*0,0122/(π(dн*n+Dвн)) =
= 4*0,0122/(π(0.016*37+0,158)) = 0,0207м = 20,7мм
В этой зависимости P – периметр внутреннего корпуса и всех трубок теплообменника.
Число Рейнольдса для воды в межтрубном пространстве
Reмт=Wмт*dмт/νмт = 0,911*0,0207/(0,357*10-6)= 52820
Таким образом, течение и внутри трубок и в межтрубном пространстве турбулентное, т.к.
Reт>Reкр=2300 и Reмт>Reкр=2300
6. Определение коэффициентов теплоотдачи при течении воды в трубках и в межтрубном пространстве.
По таблице №3 (Приложение) при турбулентном течении воды в трубках А5т=2957 (t1=1100C)
По рекомендациям [1] коэффициент теплоотдачи при турбулентном течении воды в трубках
альфат = А5т*Wт0,8/dвн0,2 = 2957*0,9130,8/0,01320,2 =
= 6533ккал/м2час*К = 7601Вт/м2К
По таблице №3 (Приложение) при турбулентном течении воды в межтрубном пространстве А5т = 2647 (t2 = 82,50C) и в соответствии с [1]
альфамт = А5мтWмт0,8/dмт0,2 = 2647*0,9110,8/0,02070,2 =
= 5335ккал/м2*час*К = 6208Вт/м2К
7. Расчетный коэффициент теплопередачи определяем с учетом термического сопротивления загрязнений (β = 0,65 по заданию) и термического сопротивления стенок стальных трубок теплообменника, принимая коэффициент теплопроводности стали λ=39ккал/м*час*К и толщину стенок трубок δ =(16-13,2)/2=1,4мм.
к=β/[(1/альфат+б/λ+1/альфамт)]=0,65/[1/6533+0,0014/39+1/5335]=1727ккал/м2*час*К = 2009Вт/м2К.
В этой зависимости коэффициент β=0,65 учитывает уменьшение эффективности теплопередачи из-за загрязнения поверхности теплообмена.
8. Среднелогарифмический температурный напор между греющей и нагреваемой водой.
Теплообменник противоточный и для него
∆t = (∆t1-∆t11)/ℓn(∆t1/∆t11) = ((140-95)-(80-70))/ℓп[(140-95)/(80-70)] = 35/ℓп([45/10)] = 23,270C = 23,30C
9. Необходимая поверхность водоводяного подогревателя.
Необходимую поверхность определим из уравнения теплопередачи
F = Q/(к∆t) = 1*106/(1727*23,3) = 24,85м2
10.Необходимая длина трубок по ходу движения греющей воды
L=F/(πdcрn) = 24,85/(π*0,5(0,016+0,0132)*37) = 14,64м
Здесь:
dср- средний диаметр трубок;
n=37 – количество трубок.
При длине трубок одной секции ℓ=4086мм (таблица №6, теплообменник МВН-2050-30) необходимо использовать
Z = L/ℓ = 14,64/4,086 = 3,6 - количество секций.
Принимаем z=4-количество секций теплообменника МВН-2050-30.
Тогда длина трубок по ходу движения воды равна
Lт=4*4086=16344мм,
а длина хода воды в межтрубном пространстве (по конструктивным соображениям расстояние между осями патрубков подвода и отвода воды выбираем равным 3500мм) равна
Lм.т.=4*3500=14000мм
11. Эскизный чертёж рассчитанного теплообменника привести на чертеже. Использовать данные таблицы №5 и таблицы №6, а также рис.3 (Приложение).