Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 28
Расчёт рекуперативного теплообменного аппарата
Иваново 2010 1. Расчётная часть
Определим внутренний диаметр корпуса теплообменника. Исходя из того, что нам задано общее число трубок в теплообменном аппарате n=130, выбираем из таблицы 1 [1] при расположении трубок по концентрическим окружностям число трубок – 130. Тогда число труб по диагонали Наружный диаметр трубок задан и равняется dнар
=22 мм. Шаг труб выбираем из соотношения S=(1,3 k Задаём температуру холодного теплоносителя на выходе из теплообменника. Температура насыщенного сухого водяного пара при Рн
=0.6 бар: Примем Определяем расход холодного теплоносителя G2 из уравнения неразрывности. Средняя температура холодного теплоносителя: Из таблицы 8 [2] выписываем параметры холодного теплоносителя: Из уравнения теплового баланса находим тепловую мощность аппарата Q. Строим график изменения температур теплоносителя вдоль поверхности нагрева t=f(F) и рассчитываем среднюю температуру теплоносителей График изменения температуры теплоносителя вдоль поверхности нагрева Определение коэффициента теплопередачи k. Теплофизические свойства материала трубок таблица 6 [3] (Сталь 2Х13): Толщина стенки δ=0,5 (dнар
-dвн
)=0,5 (22–16)=3 мм Определение Задаёмся где из таблиц 8 и 9 [2] при Топр = Тнас = 85,95 0
C. Определяем критерий Рейнольдса. Значит, средняя теплоотдача рассчитывается по формуле Михеева: Из таблицы 8 [2]: По t0 = 23,22 0
С находим Prf= 6,5048 По tw2 = 53,59 0
С находим Prw=3,321 Тогда, Определяем k: Т.к. при расчетах температуры стенок были заданы приближенно, то их необходимо уточнить. Для этого определим удельный тепловой поток исходя из температур теплоносителей: Температуры стенок могут быть найдены из выражений: Пересчитаем α1
и α2
: При Prw
=3,917, Уточним коэффициент теплопередачи: Ещё раз определим значения температур стенок: Пересчитаем α1 и α2: При Prw
=3,807, Уточним коэффициент теплопередачи: Ещё раз определим значения температур стенок: Т.к. расхождение с предыдущими температурами менее 1%, то полученную в последнем приближении величину k=2934,02 Вт/м2
К будем считать окончательной. 2. Площадь поверхности теплообмена Fрасч из уравнения теплопередачи
теплообменник корпус уравнение нагрев Сравниваем Т.к. коэффициенты теплопередачи имеют разные порядки, то в качестве Т.к. Задаём температуру холодного теплоносителя на выходе из теплообменника. Используя формулу эффективности для конденсации, найдем Определяем расход холодного теплоносителя G2 из уравнения неразрывности. Средняя температура холодного теплоносителя: Из таблицы 8 [4] выписываем параметры холодного теплоносителя: Из уравнения теплового баланса находим тепловую мощность аппарата Q. Строим график изменения температур теплоносителя вдоль поверхности нагрева t=f(F) и рассчитываем среднюю температуру теплоносителей График изменения температуры теплоносителя вдоль поверхности нагрева Определение коэффициента теплопередачи k. Теплофизические свойства материала трубок таблица 6 (Сталь 2х13): Толщина стенки δ=0,5 (dнар
-dвн
)=0,5 (22–16)=3 мм Определение Задаёмся где из таблиц 8 и 9 [2] при Топр = Тнас = 85,95 0
C. Определяем критерий Рейнольдса. Значит, средняя теплоотдача рассчитывается по формуле Михеева: Из таблицы 8 [2]: По t0 = 22,670
С находим Prf= 6,5928 По tw2 = 53,310
С находим Prw=3,381 Тогда, Определяем k: Т.к. при расчетах температуры стенок были заданы приближенно, то их необходимо уточнить. Для этого определим удельный тепловой поток исходя из температур теплоносителей: Температуры стенок могут быть найдены из выражений: Пересчитаем α1
и α2
: При Prw
=3,941, Уточним коэффициент теплопередачи: Ещё раз определим значения температур стенок: Пересчитаем α1
и α2
: При Prw
=3,831, Уточним коэффициент теплопередачи: Ещё раз определим значения температур стенок: Т.к. расхождение с предыдущими температурами менее 1%, то полученную в последнем приближении величину k=2928,45 Вт/м2
К будем считать окончательной. Находим площадь поверхности теплообмена Fрасч из уравнения теплопередачи. Сравниваем Т.к. коэффициенты теплопередачи имеют разные порядки, то в качестве Из уравнения теплового баланса находим расход горячего теплоносителя G1. Заключение
В результате расчета получили: Температуры холодного теплоносителя на выходе – Расходы горячего и холодного теплоносителей: G1 = 1,48 кг/с G2 = 46,86 кг/с Внутренний диаметр корпуса D = 0,402 м. Тепловая мощность аппарата Q = Список литературы
1. Шипилов В.М., Бухмиров В.В., Чухин И.М. Пример расчета теплообменника: Методические указания к курсовой работе. – Иваново, 1988. 2. Бухмиров В.В. Расчет коэффициента конвективной теплоотдачи: Методические указания к выполнению практических и лабораторных занятий. – Иваново, 2007.
|