![]() |
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
![]() |
Тепловой расчет кожухотрубного и пластинчатого теплообменника |
СОДЕРЖАНИЕ ЗАДАНИЕ РЕШЕНИЕ Тепловой расчет кожухотрубного теплообменника Тепловой расчет пластинчатого теплообменника Вывод список использованной литературы ЗАДАНИЕ Произвести тепловой конструкторский расчет кожухотрубного и пластинчатого теплообменного аппарата, подключенного по схеме противотока при следующих данных: Производительность Начальная температура греющей воды Конечная температура греющей воды Начальная температура нагреваемой воды Конечную температуру нагреваемой воды задать самостоятельно. РЕШЕНИЕ Тепловой расчет кожухотрубного теплообменника Кожухотрубные теплообменники представляют собой аппараты, выполненные из пучков труб, собранных при помощи трубных решеток, и ограниченные кожухами и крышками со штуцерами. Трубное и межтрубное пространства в аппарате разобщены, а каждое из этих пространств может быть разделено при помощи перегородок на несколько ходов. Перегородки устанавливаются с целью увеличения скорости, следовательно, и интенсивности теплообмена теплоносителей. Горизонтальные секционные скоростные водоподогреватели по ГОСТ 27590 с трубной системой из прямых гладких или профилированных труб отличаются тем, что для устранения прогиба трубок устанавливаются двухсекторные опорные перегородки, представляющие собой часть трубной решетки. Рис. 1. Общий вид горизонтального секционного кожухотрубного водоподогревателя с опорами-турбулизаторами Такая конструкция опорных перегородок облегчает установку трубок и их замену в условиях эксплуатации, так как отверстия опорных перегородок расположены соосно с отверстиями трубных решеток. Водоподогреватели состоят из секций, которые соединяются между собой калачами по трубному пространству и патрубками - по межтрубному. Патрубки могут быть разъемными на фланцах или неразъемными сварными. В зависимости от конструкции водоподогреватели для систем горячего водоснабжения имеют следующие условные обозначения: для разъемной конструкции с гладкими трубками - РГ, с профилированными - РП; для сварной конструкции - соответственно СГ, СП. 1). Максимальный расход греющей воды, проходящей по межтрубному пространству теплообменника, можно определить из уравнения: Тогда расход и . Тепловые потери из-за несовершенства теплоизоляции для водоподогревателей по ГОСТ 27590 принимаются от 5 до 9%. При расчете примем потери 7%, тогда . Теплоемкость греющей воды при ср. температуре принимается равной и плотность (Авчухов В.В. Задачник по процессам тепломассообмена – таблица №3 “Физические свойства воды на линии насыщения”, стр. 103-104). . 2). Для определения расхода нагреваемой воды задаемся конечной температурой , теплоемкость воды при ср. температуре принимается равной и плотность (Авчухов В.В. Задачник по процессам тепломассообмена – таблица №3 “Физические свойства воды на линии насыщения”, стр. 103-104). 3). Для выбора необходимого типоразмера водоподогревателя предварительно задаемся оптимальной скоростью нагреваемой воды в трубках, равной , и исходя из двухпоточной компоновки определяем необходимое сечение трубок водоподогревателя , кв.м, по формуле: В соответствии с полученной величиной по табл.
1 прил.7 СП 41-101-95 выбираем необходимый типоразмер водоподогревателя. Таблица №1 Величина Обозначение Ед. измер. Значение Наружный диаметр корпуса секции DH мм 325 Число трубок в секции шт 151 Площадь сечений межтрубного пространства fмтр м2 0,04464 Площадь сечения трубок fтр м2 0,02325 Эквивалентный диаметр межтрубного пространства dэкв м 0,0208 Коэффициент теплопроводности трубок λст Вт/(м·0С) 105 Поверхность нагрева одной секции (длина секции – 2м) fсек м2 14,24 Размер трубки мм 4). Для выбранного типоразмера водоподогревателя определяем фактические скорости воды в трубках и межтрубном пространстве каждого водоподогревателя при двухпоточной компоновке по формулам: 5). Коэффициент теплоотдачи от греющей воды к стенке трубки определяется по формуле Эквивалентный диаметр межтрубного пространства, м, принимается по таблице параметров теплообменника 6). Коэффициент теплопередачи от стенки трубки к нагреваемой воде определяется по формуле 7). Коэффициент теплопередачи водоподогревателя определяем, как: где - коэффициент эффективности теплообмена, в нашем случае для гладкотрубного теплообменника с блоком опорных перегородок принимается ; - коэффициент, учитывающий загрязнение поверхности труб в зависимости от химических свойств воды, принимаем . 8). При заданной величине расчетной производительности водоподогревателя определяется необходимая поверхность нагрева водоподогревателя по формуле: Рис 2. График изменения температур теплоносителей где - среднелогарифмический температурный напор, определяемый, как: В нашем случае , поэтому и (см.рис 2). Подставив числовые данные, получаем: Тогда поверхность нагрева будет равна 9). Для выбранного типа водоподогревателя при его двухпоточной компоновке число секций водоподогревателя в одном потоке: Площадь одной секции принимается из таблицы №1. Действительная площадь теплообмена будет равна . 10). Потери давления в водоподогревателе при принятой длине секции 2м определяем по формулам: для нагреваемой воды, проходящей в гладких трубках: где - коэффициент, учитывающий накипеобразование (принимается в пределах от 2 до 3); для греющей воды, проходящей в межтрубном пространстве: Для теплообменника полученной конфигурации коэффициент В=11 (по таблице №3 из прил.7 СП 41-101-95). Рис. 3. Конструктивные размеры водоподогревателя 1 - секция; 2 - калач; 3 - переход; 4 - блок опорных перегородок; 5 - трубки; 6 - перегородка опорная; 7 - кольцо; 8 - пруток; Все конструктивные размеры (см. рис 3) полученного теплообменного аппарата занесем в таблицу №2 (все размеры приведены в мм):Таблица №2 Наружный диаметр корпуса секции DH D D1 D2 d dH H h L L1 L2 L3 325 440 219 335 390 273 600 300 2800 - 600 190 Тепловой расчет пластинчатого теплообменника Пластинчатые теплообменники бывают различных конструкции, применяются в основном, когда коэффициенты теплообмена для обоих теплоносителей приблизительно равны. В настоящее время эти теплообменники очень компактны и по технико – экономическим и по эксплуатационным показателям превосходят большинство кожухотрубных теплообменников. Однако эксплуатировать эти аппараты при сверх высоких давлениях и температурах значительно сложнее (а многие из них и вовсе невозможно) по сравнению с кожухотрубными.
Условное обозначение теплообменного пластинчатого аппарата: первые буквы обозначают тип аппарата - теплообменник Р (РС) разборный (полусварной); следующее обозначение - тип пластины; цифры после тире - толщина пластины, далее - площадь поверхности теплообмена аппарата (кв.м), затем - конструктивное исполнение (в соответствии с табл.2 в прил.8 СП 41-101-95), марка материала пластины и марка материала прокладки (в соответствии с табл. 3 в прил.8 СП 41-101-95). В прил.8 СП 41-101-95 рассматриваются теплообменники с тремя типами пластин – 0,3р, 0,6р и 0,5Пр. При высоких давлениях целесообразнее применение теплообменников РС 0,5Пр, поскольку эти теплообменники надежно работают при рабочем давлении до 1,6 МПа (16 кгс/кв.см). Я же для своего расчета выбираю теплообменник с пластинами типа 0,6р, так как эти пластины большей площади (0,6 кв.м) и сам теплообменный аппарат получается меньше по габаритам. 1). Соотношение числа ходов для греющей и нагреваемой воды находится по формуле: Для пластинчатого теплообменника в большинстве случаев принимается и . Подставив числовые данные, получаем: Полученное соотношение ходов не превышает 2, значит для повышения скорости воды и, следовательно, для эффективного теплообмена целесообразна симметричная компоновка (см.рис 4) Рис. 4. Симметричная компоновка пластинчатого водоподогревателя 2). При расчете пластинчатого водоподогревателя оптимальная скорость воды в каналах принимается по ГОСТ 15515 равной = 0,4 м/с. Основные технические параметры пластины 0,6р занесем в таблицу №3. Теперь по оптимальной скорости находим требуемое количество каналов по нагреваемой воде : где - живое сечение одного межпластинчатого канала. Для выбранного теплообменника , тогда Плотность воды и ее расход здесь и при дальнейших расчетах будет подставляться из расчетов, сделанных для кожухотрубного теплообменника. 3). Компоновка водоподогревателя симметричная, т.е. . Общее живое сечение каналов в пакете по ходу греющей и нагреваемой воды: Таблица №3 Показатель Числовое значение Габариты (длина х ширина х толщина), мм 1375х600х1 Поверхность теплообмена, кв.м 0,6 Вес (масса), кг 5,8 Эквивалентный диаметр канала, м 0,0083 Площадь поперечного сечения канала, кв.м 0,00245 Смачиваемый периметр в поперечном сечении канала, м 1,188 Ширина канала, мм 545 Зазор для прохода рабочей среды в канале, мм 4,5 Приведенная длина канала, м 1,01 Площадь поперечного сечения коллектора 0,0243 Наибольший диаметр условного прохода присоединяемого штуцера, мм 200 Коэффициент общего гидравлического сопротивления Коэффициент гидр. сопротивления штуцера 1,5 Коэффициенты: А Б 0,492 3,0 Теперь по оптимальной скорости находим требуемое количество каналов по нагреваемой воде : где - живое сечение одного межпластинчатого канала. Для выбранного теплообменника , тогда Плотность воды и ее расход здесь и при дальнейших расчетах будет подставляться из расчетов, сделанных для кожухотрубного теплообменника. 4). Находим фактические скорости греющей и нагреваемой воды, м/с 5). Коэффициент теплоотдачи от греющей воды к стенке пластины определяется по формуле где А - коэффициент, зависящий от типа пластин, для типа выбранных пластин А=0,492 (см.
Так начинался отдел ЦАГИ. Помещение коллегии института было на втором этаже, рядом с комнатой Стечкина, спешно оклеенной обоями перед визитом тестя и тещи. Первой проблемой отдела стал выбор экспериментальных объектов. Закупили за границей английские моторы «нэпирлайон», «люцифер» и «ягуар» и гоняли их на стендах. Одновременно вели и свои разработки и довольно быстро спроектировали и построили несколько экспериментальных двигателей, а затем и компрессоров. Борис Сергеевич выполнил проект мощного мотора, который в шутку прозвал «недоноском» считал, что мало поработал над ним. В первые годы сотрудники уделяли много внимания теории расчета быстроходного авиационного двигателя внутреннего сгорания. Борис Сергеевич рассматривает основные положения теплового расчета В.PИ.PГриневецкого не как средство вычисления мощности и коэффициента полезного действия двигателя, а для теоретического анализа моторов и построения их характеристик по расходу воздуха и по эффективному КПД. Эта теория тогда еще слабо была разработана
1. Расчёт принципиальной тепловой схемы энергоблока 800 МВт
2. Тепловой и динамический расчёт двигателя внутреннего сгорания
3. Тепловой расчёт промышленного парогенератора ГМ-50-1
4. Тепловое излучение, его характеристики и их измерение
5. Промышленные стоки тепловой энергетики
9. Модель теплового состояния аппарата сепарации
10. Организация и планирование монтажа систем ТГСВ (монтаж наружных тепловых сетей)
11. Тепловой расчет парового котла
13. Комплексное моделирование электрических и тепловых характеристик линейного стабилизатора напряжений
14. Тепловые процессы (из конспекта лекций 2000г.)
15. Прямой цикл Карно. Тепловая изоляция
16. Тепловые явления
17. Тепловые явления: холод из угля
18. Тепловые двигатели и их применение
20. Тепловое излучение его законы
21. Математическое моделирование и оптимизация элементов тепловой схемы энерготехнологического блока
25. Тепловой расчет котла Е-75-40ГМ
26. Тепловой двигатель с внешним подводом теплоты
28. Потери электрической и тепловой энергии при транспортировке
30. Земля, как тепловая машина (климатический фактор)
31. Значение белков теплового шока при вич-инфекции
32. Развитие представлений о природе тепловых явлений и свойств макросистем
33. Очистка охлаждающей воды на тепловых и атомных электростанциях
34. Проблема тепловой смерти Вселенной
35. Расчёт искусственного освещения по методу светового потока
37. Автоматизированная система изучения тепловых режимов устройств ЭВС
41. Анализ социально-психологического климата на муниципальном предприятия "Тепловые сети"
42. Разработка тепловой установки для тепловлажностной обработки бетона
43. Тепловое оборудование для горячего цеха предприятия общественного питания
44. Тепловой расчет вертикального подогревателя низкого давления
45. Тепловой расчет котла-утилизатора П-83
46. Универсальное тепловое оборудование
47. Расчеты четырёхсекционного пластинчатого теплообменника для пастеризации
48. Оборудование тепловых сетей
49. Вивчення особливостей теплового розширення води
50. Влияние схем включения подогревателей энергоблока на тепловую эффективность подогрева
51. Паровые турбины как основной двигатель на тепловых электростанциях
52. Пофасадное регулирование теплового режима здания, тепловые завесы
53. Расчет принципиальной тепловой схемы паротурбинной установки типа Т-100-130
57. Тепловое испытание газотурбинной установки
58. Тепловой баланс котла по упрощенной методике теплотехнических расчетов
59. Тепловой расчет парогенератора
60. Тепловой расчет силового трансформатора
61. Тепловые пункты
62. Термонапружений стан частково прозорих тіл з порожнинами за теплового опромінення
63. Воздействия на туманы с помощью тепловых источников
65. Тепловые эффекты химических реакций
66. Пластинчатые теплообменники
67. Тепловые выбросы в атмосферу и их влияние на окружающую среду
68. Расчет себестоимости передаваемой тепловой энергии
69. Тепловая энергетика Украины
73. Расчёт частотных и временных характеристик линейных цепей
74. Транспортные сети. Задача о максимальном потоке в сети
75. Расчёт калибров
76. Гидравлический расчёт узла гидротехнических сооружений
78. Расчёт теплопотерь и системы отопления индивидуального жилого дома Район строительства: Тюмень
79. Технологический и прочностной расчёт футеровок ёмкостного цилиндрического оборудования
80. Расчёт балки (с шарниром) на прочность
81. Расчёт статически неопределимой рамы
82. Расчёт статически неопределимой балки
83. Определение нейтральной линии бруса и расчёт наибольших растягивающих и сжимающих напряжений
85. Расчёт балки один раз неопределимой (с врезанным подвижным шарниром)
90. Составление плана раскроя пиловочного сырья и расчет технологических потоков лесопильного цеха
91. Расчёт усилителя постоянного тока и источника питания
92. Расчёт настроек автоматического регулятора
93. Расчёт супергетеродинного приёмника ДВ, СВ волн
95. Производство синтетического аммиака при среднем давлении. Расчёт колонны синтеза
96. Учёт расчётов по региональным и местным налогам и сборам. Отчётность по ним
99. Расчёт ожидаемого экономического эффекта от автоматизации отбельного перехода