Тепловой и гидравлический расчет теплообменных аппаратов
Заказать уникальную курсовую работу- 25 25 страниц
- 3 + 3 источника
- Добавлена 27.03.2015
- Содержание
- Часть работы
- Список литературы
- Вопросы/Ответы
Техническое задание 4
1. Введение. Классификация теплообменных аппаратов. 5
2. Конструктивный тепловой расчет 9
2.1. Определение неизвестной температуры 9
2.2. Определение теплофизических свойств горячего и холодного теплоносителей 9
2.3. Определение мощности теплообменного аппарата Q по исходным данным 10
2.4. Определение средней разности температур между теплоносителями 10
2.5. Определение оптимального диапазона площадей проходных сечений трубного пространства ТА: 10
2.6. Определение минимального индекса противоточности Рmin ТА 11
2.7. Определение водяного эквивалента 11
2.8. Предварительный выбор теплообменного аппарата по каталогу. 12
2.9. Расчет коэффициентов теплоотдачи от горячего теплоносителя к стенке α1 и от стенки к холодному теплоносителю α2 , термических сопротивлений стенки трубы и загрязнений . 12
2.10. Окончательный выбор теплообменника 16
3. Проверочный тепловой расчет теплообменного аппарата 17
3.1. Определение фактической тепловой мощности выбранного аппарата: 17
3.2. Определение действительные температуры теплоносителей на выходе теплообменного аппарата: 18
4. Гидравлический расчет теплообменного аппарата 19
5. Графическая часть 23
5.1. Температурная диаграмма теплоносителей 23
5.2. Схема теплообменного аппарата 24
Список используемой литературы 25
Вычислим падение давления в трубном пространствеpтр.= рп.тр +рм.с.+ рнив +руск.рнив= 0;руск.= 0;В трубное пространство запущенa нефть. Так как режим течения ламинарный (Reтр<2300) , (1905<2300), то коэффициент гидравлического сопротивления внутренней поверхности труб λ рассчитывается по формуле:;Вычислим падение давления в межтрубном пространстве;где ∆pп - падение давления теплоносителя при поперечном омывании пучка труб между перегородками; ∆pв.п- падение давления в окнах сегментных перегородок; ∆pв.к- падение давления во входной и выходной секциях межтрубного пространства; ∆pв.м- падение давления на входе и выходе из межтрубного пространства.Определим падение давления теплоносителя при поперечномомывании пучка труб между перегородками.;Вычислим ∆pпо падение давления теплоносителя при обтекании идеального пучка труб поперечным потоком.;Zn – число рядов труб, омываемых поперечным потоком теплоносителяZn=16;Nпер- число сегментных перегородок;Nпер= 22Так как Reмтр=451 (100 – 1000) ,то:b1=4,57; b2=-0,476;b3=7;b4=0,5;t- шаг труб в трубном пучкеt=26*10-3;Определим поправочные коэффициенты x1 и x2.; ;Nпер – число сегментных перегородокNпер=22;r1, r2, r3, r4 – определяющие параметры конструкцииr1=0,237; r2=0,198;r3=0,12;r4=0;=0,52; ПаВычислим падение давления в окнах сегментных перегородок ∆pв.п;где Zв.п – число рядов труб в вырезе перегородок. Zв.п=5; Nпер= 22; (Па);Вычислим падение давления теплоносителя во входной и выходной секциях межтрубного пространства ∆pв.к; - число рядов труб, пересекаемых перегородкой; =Zп+Zв.п.=15+6=21х3 – поправочный коэффициент; - шаг перегородок; = 0,39 (м);, - расстояние от трубных решеток до ближайших перегородок;====0,795 м;Вычислим падение давления на входе и выходе из межтрубного пространства ∆pв.м. Па;Таким образом:Па;Вычислим мощности, необходимые для перекачки теплоносителей через трубное и межтрубное пространство.Вт;Вт;Вычислим эффективные мощности привода насосов или компрессоров, необходимые для перекачки теплоносителей через трубное и межтрубное пространство.Вт;Вт;5. Графическая часть5.1. Температурная диаграмма теплоносителей5.2. Схема теплообменного аппарата1 - Распределительная камера2 - Разделительная перегородка3 – Отбойник4 – Кожух5 – Трубный пучок6 – Температурный компенсатор7 – Сегментные перегородки8 – Дистанционные трубки9 – Трубные решетки10 – Задняя крышка11 – Штуцеры для входа и выхода из межтрубного пространства12 – Опоры13 – Штуцеры для входа и выхода из трубного пространстваСхема движения теплонеосителей и положение перегородок в распределительной камере и задней крышке теплообменного аппарата:Число ходов по трубамРаспределительная камераЗадняя крышка6Список используемой литературы1.Калинин А.Ф,«Расчет и выбор конструкции кожухотрубного теплообменного аппарата» Москва, «РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина» 2002;2. Поршаков Б.П.,«Термодинамика и теплопередача» Москва, «Недра» 1987;3. Трошин А.К., «Термодинамические и теплофизические свойства рабочих тел теплоэнергетических установок» Москва, «МПА - Пресс» 2006;
1.Калинин А.Ф,«Расчет и выбор конструкции кожухотрубного теплообменного аппарата» Москва, «РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина» 2002;
2. Поршаков Б.П.,«Термодинамика и теплопередача» Москва, «Недра» 1987;
3. Трошин А.К., «Термодинамические и теплофизические свойства рабочих тел теплоэнергетических установок» Москва, «МПА - Пресс» 2006;
Вопрос-ответ:
Как классифицируются теплообменные аппараты?
Теплообменные аппараты классифицируются по различным признакам, таким как конструктивные особенности, тип исходного вещества, тип теплообмена и другие. Классификация может быть основана на принципе действия, геометрии, технологическом назначении и других факторах.
Какие шаги включает в себя конструктивный тепловой расчет теплообменных аппаратов?
Конструктивный тепловой расчет теплообменных аппаратов включает в себя несколько этапов. Сначала необходимо определить неизвестную температуру, затем определить теплофизические свойства горячего и холодного теплоносителей. Затем производится определение мощности теплообменного аппарата по исходным данным и средней разности температур между теплоносителями. Наконец, определяется оптимальный диапазон площадей проходных сечений труб.
Каким образом определяется неизвестная температура в конструктивном тепловом расчете теплообменных аппаратов?
Неизвестная температура в конструктивном тепловом расчете теплообменных аппаратов определяется на основе баланса энергии. Используя уравнение теплового баланса и известные значения теплофизических свойств и теплопотока, можно вычислить неизвестную температуру.
Как определяются теплофизические свойства горячего и холодного теплоносителей в конструктивном тепловом расчете теплообменных аппаратов?
Теплофизические свойства горячего и холодного теплоносителей определяются на основе данных из справочников и таблиц. Эти свойства такие, как плотность, вязкость, теплопроводность и другие, и необходимы для расчета параметров теплообменного аппарата.
Что такое оптимальный диапазон площадей проходных сечений труб и как он определяется в конструктивном тепловом расчете теплообменных аппаратов?
Оптимальный диапазон площадей проходных сечений труб является таким диапазоном значений, при котором достигается оптимальная эффективность работы теплообменного аппарата. Этот диапазон определяется на основе расчетов и зависит от множества факторов, таких как теплопотери, давление, скорость и другие параметры.
Какие параметры необходимо определить при конструктивном тепловом расчете?
При конструктивном тепловом расчете необходимо определить неизвестную температуру, теплофизические свойства горячего и холодного теплоносителей, мощность теплообменного аппарата, среднюю разность температур между теплоносителями и оптимальный диапазон площадей проходных сечений трубы.
Как определить неизвестную температуру при конструктивном тепловом расчете?
Неизвестную температуру определяют путем решения системы уравнений, которая описывает тепловой баланс между горячим и холодным теплоносителями. Для этого необходимо знать значения других параметров, таких как мощность теплообменного аппарата, теплофизические свойства теплоносителей и среднюю разность температур.
Что такое оптимальный диапазон площадей проходных сечений трубы?
Оптимальный диапазон площадей проходных сечений трубы - это диапазон значений площадей, при которых достигается наилучшая эффективность теплообмена. Этот диапазон может зависеть от различных факторов, включая тип оборудования, характеристики теплоносителей и требования к производительности теплообменного аппарата.
Как определить теплофизические свойства горячего и холодного теплоносителей при конструктивном тепловом расчете?
Теплофизические свойства горячего и холодного теплоносителей определяются на основе данных о их составе и характеристиках. Обычно это включает в себя значения плотности, удельной теплоемкости, теплопроводности и вязкости. Эти данные могут быть получены из литературных источников или опытным путем.