- •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
3.1. Геометрический и компоновочный расчет матрицы спирального теплообменника.
3.1.1. Из рис.5 (Приложение) видно, что количество витков наружной спирали на 0,5 витка больше, чем количество витков внутренней спирали, т.е.
n2=n1+0,5
где:
n1-количество витков внутренней спирали;
n2-количество витков наружной спирали.
Длина внутренней спирали
L1=π(D1ср/2)*n1=π((D+d-2t)/2)*n1,
где:
L1 – длина внутренней спирали;
D-2t – наружный диаметр внутренней спирали;
D – наружный диаметр наружной спирали;
D1ср – средний диаметр внутренней спирали;
t = в + δ = 10 +2,5 = 12,5мм – шаг спирали;
δ – толщина спирали;
d – внутренний диаметр наружной и внутренней спиралей (внутренний диаметр матрицы теплообменника).
Длина наружной спирали
L2 = π((D+d)/2)*n2 = π((D+d)/2)*(n1+0,5))
3.1.2. Определим количество витков внутренней спирали - n1
Общее количество витков обоих спиралей
n1+n1+0,5 = (D-d)/(2t);
Откуда,
n1 = [((D-d)/2t)-0,5]/2 = (D-d-t)/4t
Уравнение поверхности нагрева матрицы
Вк(L1+L2) = F;
L1+L2 = F/Вк
Здесь:
F – площадь поверхности нагрева (охлаждения) матрицы теплообменника;
Вк, L1, L2 – ширина каналов и длина спиралей матрицы.
Подставим в последнее уравнение полученные выше уравнения для длин наружной и внутренней спиралей.
π ((D+d-2t)/2)*n1+ π((D+d)/2)*(n1+0,5) = F/Вк;
(D+d-2t)*n1+(D+d)(n1+0,5) = 2F/(πВк);
(D+d)*n1-2tn1+(D+d)*n1+ (D+d)/2 = 2F/(πВк);
2(D+d)*n1 + (D+d)/2-2tn1 = 2F/(πВк);
2n1(D+d-t) + (D+d)/2 = 2F/πВк;
Подставим в это соотношение полученную ранее зависимость для количества витков внутренней спирали - n1 = (D-d-t)/4t.
(D+d-t)*(D-d-t)/(2t)+(D+d)/2 = 2F/(πВк);
(D-t+d)(D-t-d) + (D+d)*t = 4Ft/(πВк);
D2 - 2Dt+t2-d2+Dt+dt = 4Ft/(πВк);
D2-Dt+t2-d2+dt-4Ft/(πВк) = 0
3.1.3. Выполним расчет, принимая внутренний диаметр матрицы равным d=150мм.
Наружный диаметр наружной спирали определим из последнего полученного уравнения
D2-12,5D+12,52-1502+150*12,5-(4*3,25*106*12,5)/(π500) = 0;
D2-12,5D+156,25-22500+1875-103450,8 = 0;
D2-12,5D-123919,55 = 0;
D=358,5мм;
Количество витков внутренней и наружной спиралей
n1=(D-d-t)/4t=(358,5-150-12,5)/(4*12,5) = 3,92;
n2=n1+0,5=4,42
Длина внутренней спирали
L1=(π(D+d-2t)/2)*n1=π(358,5+150-25)/2*3,92=2977,2м.
Длина наружной спирали
L2=(π(D+d)/2)*n2=(π(358,5+150)/2)*4,42=3530,5м.
3.1.4 Проверка.
Поверхность нагрева матрицы
F=(L1+L2)Вк=(2977,2+3530,5)*10-3*0,5=3,254м2.
Т.к. необходимое значение поверхности равно 3,25м2, то расчет проведен верно.
4. Эскизный проект рассчитанного спирального теплообменника привести на чертеже. Для разработки эскиза использовать полученные геометрические параметры спирального теплообменника, а также рис.5 и рис.6.
7.2. Справочные материалы
Рис.1. Горизонтальный
пароводяной подогреватель конструкции
Я.С. Лаздана
Таблица №1
Физические свойства воды на линии насыщения
Рис.2
Таблица №2
Здесь - n'1–
количество трубок, размещаемых на
трубной доске по вершинам равносторонних
треугольников (ромбическое размещение);n'2– количество
трубок, размещаемых по концентрическим
окружностям [Рис.2]
Таблица№3