Расчет рекуперативного теплообменника
Министерство образования и науки Украины
ХНАГХ
Кафедра: «Эксплуатации газовых и тепловых систем»
КУРСОВАЯ РАБОТА
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 t2опр. λ2=2,48*10-2 Вт/м0С, ν2=13,72*10-6 м2/с, Рr2ж=0,706.
Для теплоносителя с меньшим водяным эквивалентом W1<W2 .
При t1опр. λ1=0,664 Вт/м 0С, 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 0С;
λ1А=210 Вт/м 0С.
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
;W1=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
