Расчет рекуперативного теплообменника Министерство образования и науки Украины ХНАГХ Кафедра: «Эксплуатации газовых и тепловых систем» ТЕМА: «Расчет рекуперативного теплообменника» Выполнил: студент гр. ТВ2003-4 Шепотько А.Н. Проверил: Ромашко А.В. Харьков 2005 ЗАДАНИЕ Произвести конструкторский расчет рекуперативного теплообменника и выбрать типоразмер стандартной модели биметаллического воздухонагревателя типа КсК при следующих исходных данных: Греющая среда – горячая вода; Начальная температура – t' 1 = 100; Конечная температура – t1 '' = 56; Нагреваемая среда – воздух; Начальная температура – t2 ' = -12; Конечная температура – t2 '' = 21; Расход – L=7000 м3 /час. РЕШЕНИЕ Расчетная схема: 1) Вода: ρ1 =973 кг/м3 С1 =4,193кДж/кг Воздух: ρ2 =1,27 кг/м3 С2 = 1,005 кДж/кг 2) Определяем массовый расход нагреваемого воздуха: 3) Определяем теплопроизводительность воздухоподогревателя: 4) Из уравнения теплового баланса определяем расход греющего теплоносителя: 5) Определяем водяные эквиваленты теплоносителей: 6) Определяем среднелогарефмический температурный напор. 7) Определяем определяющие температуры теплоносителя и находим соответствующие им значения теплофизических характеристик. Для теплоносителя с большим водяным эквивалентом определяющая температура берется как среднее арифметическое. При W2 >W1 При t2 опр. λ2 =2,48*10-2 Вт/м0 С, ν2 =13,72*10-6 м2 /с, Рr2ж =0,706. Для теплоносителя с меньшим водяным эквивалентом W1 <W2 . При t1 опр. λ1 =0,664 Вт/м 0 С, ν1 =0,339×10-6 м2 /с, Рr1ж =2,47 Определяем температуру стенки как среднюю определяющую температур теплоносителей. Определяем Рr1ст. =6,38 Рr2ст. =0,700 8) Выбираем типоразмеры воздухонагревателя. Рекомендуемая массовая скорость движения воздуха в живом сечении воздухонагревателя составляет 6-8 кг/см2 . Определяем требуемое фронтальное сечение. Принимаем ближайшую модель КСк3-10 в меньшую сторону. Fфр =0,189*2=0,378 Fтоб =18,41*2=36,82 f=0,00085 9) Определяем коэффициент теплоотдачи внутри теплообменных трубок d=0,018 м. 10) Определяем коэффициент теплоотдачи для наружной поверхности теплообменных трубок (от стены к воздуху). Определяем коэффициент теплоотдачи третьего ряда шахматного трубного пучка при обтекании воздуха. 11)Определить коэффициент теплопередачи теплообменных трубок воздухонагревателя. d1 =0,018 м; d2 =0,021 м; d3 =0,025 м; λст. =45Вт/м 0 С; λ1А =210 Вт/м 0 С. Коэффициент оребрения на 1 погонный метр составляет F=1,058м2 /пм. 12) Определить требуемую поверхность теплообмена: 13) Проверочный теплорасчет принятого теплообменника по теплопроизводительности. Qповер. ≥Q 93,836>81,91 Определяем конечные температуры теплоносителя. В принципе, наша основная задача определить оптимальные условия работы теплообменника, которые удоволетворяли задание. Поскольку по данным своего расчета я не смог четко подобрать теплообменник, меняю эквивалентную скорость теплоносителя, преобразовав формулы пункта 13 ; W 1 = 81,91 * 51,232 * 41,864 * 2,48 /(2* 51,232 * 41,864 * 2,48 (100- 56 )-2000* 81,91 * 2,48 - 81,91 * 51,232 * 41,864 = 1,23