Расчет теплообменных аппаратов (стр. 1 из 4)
Государственный комитет российской федерации по рыболовству
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
"Мурманский государственный технический университет"
Расчетно-графическое задание
по дисциплине "Теоретические основы теплотехники"
"Расчет теплообменных аппаратов"
Выполнила:
студентка группы ВЭП-371.01.
Донцова Ю.Г.
Проверил:
Шорников В.П.
Мурманск
2010
Содержание
Вариант задания
Задание
1. Расчет пароводяного подогревателя
2. Расчет секционного водоводяного подогревателя
3. Расчетные данные пароводяного и секционного водоводяного теплообменников
4. Учебно-исследовательский раздел
5. Подбор критериальных уравнений для имеющих место случаев теплообмена т.о. аппаратах. Определение коэффициентов теплоотдачи и теплопередачи
Список литературы
Вариант задания для курсового проекта
| Вариант ( номер по журналу) | Производительность Q *10-6 Вт (ккал/час) | Температура нагреваемой воды при входе в подогреватель t2/ 0С | Температура сетевой воды при входе в водоводяной подогреватель t1/ °C | Давление сухого насыщенного водяного пара р ат | Толщина загрязнения dз мм | Коэфф теплопроводности загрязнения lз  |
| 2 | 0.465 (0.4) | 70 | 140 | 4.0 | 0.4 | 1.2 |
Задание
Произвести тепловой и конструктивный расчет отопительного пароводяного подогревателя горизонтального типа и секционного водоводяного подогревателя производительностью
. Температура нагреваемой воды при входе в подогреватель 
и при выходе 
. Температура сетевой воды при входе в водоводяной подогреватель 
и при выходе 
.Прим. Влияние загрязнения поверхности нагрева подогревателя и снижение коэффициента теплопередачи при низких температурах воды учесть понижающим коэффициентом b=0,65.
Для расчета пароводяного подогревателя приняты следующие дополнительные данные: давление сухого насыщенного водяного пара
( 
); температура конденсата, выходящего из подогревателя, 
, число ходов воды 
; поверхность нагрева выполнена из латунных труб 
) диаметрами 
, 
. Загрязнение поверхности учесть дополнительным тепловым сопротивлением 
. (в примере расчета dз/lз= 0,00015 м2 • ч • град/ккал 0.000129 м2 •град/Вт).В обоих вариантах скорость воды
(в трубках) принять по возможности близкой к 0,9 м/с.Для упрощения расчета принять
.На основе расчетов выбрать аппараты, выпускаемые серийно, и сделать сопоставление полученных результатов.
1. Расчет пароводяного подогревателя
Расход воды определяем по формуле:
где теплоемкость воды "с" по справочнику или упрощенно
,(
).или V= 16 м3/час.
Число трубок в одном ходе
где
- внутренний диаметр теплообменных труб.и всего в корпусе
Рис. 1.Размещение трубок в трубной решетке трубчатого подогревателя.
а – по вершинам равносторонних треугольников;
б – по концентрическим окружностям.
Принимая шаг трубок
, угол между осями трубной системы 
и коэффициент использования трубной решетки 
, определяем диаметр корпуса: 
Определяем также диаметр корпуса по табл. 1–35 и рис. 1 при ромбическом размещении трубок.
Для числа трубок
находим в табл. 1-35 значение 
и, следовательно, 
.Диаметр корпуса составит (рис 1):
где dН – наружный диаметр трубки,
k – "зазор" между периферийной трубкой и диаметром корпуса (рис. 1)
.Принимаем для корпуса подогревателя трубу диаметром мм.
Приведенное число трубок в вертикальном ряду:
Определяем коэффициент теплоотдачи
от пара к стенке. Температурный напор: 
Средние температуры воды и стенки (для стенки значение температуры ориентировочное, впоследствии она будет пересчитана и уточнена при необходимости):
Режим течения пленки конденсата определяем по приведенной длине трубки (критерий Григулля) для горизонтального подогревателя, равной:
где m - приведенное число трубок в вертикальном ряду, шт.;
- наружный диаметр трубок, м;
- температурный множитель, значение которого выбирается по таблице значения температурных множителей в формулах для определения коэффициентов теплоотдачи.При
имеем 
, тогда 
,7что меньше величины Lкр=3900 (для горизонтальных труб), следовательно, режим течения пленки ламинарный.
Для этого режима коэффициент теплоотдачи от пара к стенке на горизонтальных трубках может быть определен по преобразованной формуле Д. А. Лабунцова:
.При
по таблице находим множитель 
тогда 
Определяем коэффициент теплоотдачи от стенки к воде. Режим течения воды в трубках турбулентный, так как Re для ламинарного потока должен быть ≤ 2300.
где коэффициент кинематической вязкости воды (по справочнику, табл. стр.44)
, при средней температуре воды t=83,4° С.Коэффициент теплоотдачи три турбулентном движении воды внутри трубок
где множитель
при t=83,4° С по таблице; в данном случае 
Расчетный коэффициент теплопередачи (с учетом дополнительного теплового сопротивления dз/lз) определяем по формуле для плоской стенки
, так как ее толщина меньше 2,5 мм: 