1. Введение

Теплообменные аппараты различных типов широко используют почти во всех отраслях промышленности. По приципу действия теплообменные аппараты раздедяют на рекуперативные, регенеративные и смесительные.

Из всего многобразия типови конструкций теплообменных аппаратов в качестве объекта теплового и гидравлического расчета выбирем рекуперативные воздухоохладители. Воздухоохладители играет важную роль в энергомашиностроении и широко применяются. Расчету именно этих теплообменных аппаратов и посвящена курсовая работа. Воздухоохладители успольдуются как в компрессорных установках, предназначенных для сжатия воздуха в технологических целах, так и в компрессорах газотурбинных установок. В зависимости от назначения воздухоохладители могут существенно различаться по конструкции и размерам. В этой работе предусмотрен расчет воздухоохладители с умеренным расходом воздуха.

а)

б)

в)

Рис 1. Диаграммы процессов сжатия в компрессорной установке с промежуточным охладителем:

а) схема установки

б) идеальный просцесс сжатия

в) реальный процесс сжатия

0-1’ – процесс сжатия в компрессоре низкого давления (К1)

1’-1’’ – процесс ожлаждения рабочего тела в воздухоохлодители

1’’-2 – процесс сжатия в компрессоре высокого давления (К2)

2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Таблица 1
Вариант N^09 – внешние параметры воздухоохладителя
Обозначение	Единицы измерения		Наименование	Значение
	кг/с		Масовый расход воздуха	30
P1	бар		Давление воздуха при входе	9
	град		Температура воздуха при входе	276
	град		Температура воды при входе	20
	град		Температура воды на выходе из ТА	30
ε	град		Тепловая эффективность ТА	0,86
ΔP/P1	-		Максимальная величина потери давления в воздушном тракте	5%
Пучок N^0	-		Оребренняя шахматная пучка	5
с1	м/с		Скорость происхождения воздуха по каналам	19,3
Характеристики шахматного пуча, составленного из труб c оребреием
материал	-	Алюминий
d	мм	Наружный диаметр трубы			16,4
D	мм	Наружный диаметр ребра			28,5
di	мм	Внутренний диаметр трубы			14,4
δp	мм	Тощина ребра			0,25
Sp	мм	Шаг оребрения			3,6
S1		Поперечный шаг труб в пучке			31,3
S2		Продольный шаг труб в пучке			34,3

Для алюминия теплопроводность λ=180 Вт/(м.К) и плотность ρ=2700 кг/м³

Время работы ТА без очистки τ = 5000ч.

3. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ

   1. Определение среднего температурного напора

Для определения среднего температурного напора между теплоносителями необходимо задать принципиальную схему их движения в аппарате. Мы будем рассматривать в случае противоточной и перекретной током схем.

Рис 2. Противоточная схема теплообменников

Рис 3. Перекрестной током схема теплообменников

Зависимость от перепадов температур между теплоносителями определяется выражением:

Где называется среднелогорифмическим температурнфм напором.

- наибольший и наименьший температурные напоры, которые показаны на рис. 4.

Рис 4. Зависимость температуры теплоносителей от теплоемкости массовых расходов для противоточной схемы

Из определения эффективности (кпд) теплообменника

Получаем температуру воздуха на выходе ТА

Наименьшая разность температур

Наименьшая разность температур

имеем

Расчет среднего температурного напора для перекрестных схем движения теплоносителей выполняют в 2 приема: определение для прототивоточной схемы согласно (1), а затем вычисляют вспомогательные параметры:

По значениям этих параметров соответствующего графика [1,с16]получим ε_Δt=1.

Тогда средний температурный напор при перекрестном токе