- •Министерство сельского хозяйства российской федерации
- •Методическое указание
- •Введение
- •1 Цель работы
- •2 Методические указания к выполнению задания
- •3 Расчет рекуперативных теплообменных аппаратов
- •3.1 Определение тепловой мощности
- •3.2 Расчет расхода теплоносителя.
- •3.3 Определение среднего температурного напора При нелинейном характере изменений температуры теплоносителей, температурный «напор» между ними определяется как среднелогарифмический
- •Определение коэффициента теплоотдачи
- •Расчет коэффициента теплопередачи через тонкостенные трубы
- •Определение площади поверхности нагрева
- •Расчет количества труб
- •Задание для самостоятельной работы
- •Приложение а
- •Приложение б
- •Библиографический список
Расчет коэффициента теплопередачи через тонкостенные трубы
Для данного расчета можно пользоваться формулой для плоской стенки:
(15)
где - толщина стенки трубы, м.,(=(0,5(dн-dв));
ст- теплопроводность материала стенки трубы (для стали ст=50 Вт/(м К),
для латуни – 100 Вт/(м К).
Определение площади поверхности нагрева
Площадь поверхности нагрева теплообменного аппарата определяется из уравнения теплопередачи:
(16)
где Δtср – средняя разность температур, К.
Расчет площади поверхности нагрева проводим как при прямотоке, так и при противотоке. По полученным результатам необходимо сделать вывод, какое направление движения теплоносителей более выгодно в рекуперативных теплообменных аппаратах.
Расчет количества труб
Для определения количества трубы необходимо площадь А разделить на площадь поверхности нагрева одной трубки
(17)
где ℓ- длинна трубы, м.
если трубки расположены вертикально
(18)
где H- высота трубы,м.
Задание для самостоятельной работы
Рассчитать рекуперативный кожухотрубный теплообменный аппарат гладкотрубчатого типа, определив:
- тепловую мощность теплообменника, Ф, кВт;
- неизвестный расход одного из теплоносителей, кг/с;
- площадь поверхности нагрева, А, м2;
- количество труб, n, шт.
Начертить схему теплообменника и графики изменения температуры теплоносителей при прямоточном и противоточном их движении. Исходные данные для расчета принимаются по таблице 1 по последней цифре номера зачетной книжки.
Таблица 1 Исходные данные для расчета теплообменного аппарата
№ |
Параметры теплоносителей и теплообменника |
Обозначение |
Размерность |
Последняя цифра номера зачетной книжки |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0 |
||||
1 |
Тип теплообменика |
- |
- |
пароводяной |
водоводяной |
газоводяной |
паровоздушный |
водовоздушный |
|||||
2 |
Давление горяч. теплоносителя |
p1 |
МПа |
0,15 |
0,20 |
0,20 |
0,15 |
0,10 |
0,15 |
0,20 |
0,25 |
0,15 |
0,100 |
3 |
Темп-ра горяч. теплоносителя на входе |
t'1 |
0С |
- |
- |
115 |
105 |
400 |
450 |
|
|
120 |
105 |
4 |
Темп-ра горяч. теплоносителя на выходе |
t''1 |
0С |
- |
- |
70 |
70 |
150 |
200 |
|
|
70 |
70 |
5 |
Давление холод. теплоносителя |
p2 |
МПа |
0,20 |
0,15 |
0,25 |
0,20 |
0,15 |
0,30 |
0,10 |
0,10 |
0,15 |
0,15 |
6 |
Темп-ра холод. теплоносителя на входе |
t'2 |
0С |
70 |
65 |
10 |
5 |
70 |
70 |
-20 |
-30 |
-15 |
-25 |
7 |
Темп-ра холод. теплоносителя на выходе |
t''2 |
0С |
95 |
90 |
65 |
60 |
95 |
110 |
40 |
60 |
40 |
50 |
8 |
Расход горячего теплоносителя |
mt1 |
кг/с |
0,5 |
- |
2,0 |
- |
1,5 |
- |
0,25 |
- |
1,75 |
- |
9 |
Расход холод. теплоносителя |
mt2 |
кг/с |
- |
0,5 |
- |
4,0 |
- |
3,0 |
- |
35 |
- |
2,0 |
10 |
Скорость горячего теплоносит. |
U1 |
м/с |
- |
- |
1,25 |
1,75 |
3,00 |
2,50 |
- |
- |
0,5 |
2,25 |
11 |
Скорость холодного теплоносит. |
U2 |
м/с |
0,75 |
0,75 |
1,00 |
1,50 |
1,20 |
1,30 |
5,00 |
8,00 |
7,00 |
6,00 |
12 |
Расположение труб |
- |
- |
гор |
верт |
гор |
гор |
гор |
верт |
верт |
верт |
верт |
верт |
13 |
Число рядов труб по вертикали |
n |
шт. |
10 |
- |
15 |
12 |
16 |
- |
- |
- |
- |
8 |
14 |
Высота труб (для верт. аппар.) |
H |
м |
- |
1,5 |
- |
- |
- |
1,5 |
1,0 |
1,2 |
1,4 |
1,6 |
15 |
Длина труб (для гор. аппар.) |
l |
м |
2,5 |
- |
3,0 |
4,0 |
0,2 |
- |
- |
- |
- |
- |
16 |
Диаметр труб |
dвн |
мм |
18 |
16 |
14 |
12 |
50 |
45 |
16 |
14 |
18 |
60 |
17 |
-------------//-------------------- |
dн |
мм |
20 |
20 |
16 |
14 |
55 |
50 |
18 |
16 |
20 |
65 |
18 |
Материал труб, сталь-с,латунь-л |
с,л |
|
с. |
с. |
л. |
л. |
с. |
с. |
с. |
с. |
л. |
с. |