Министерство образования и науки Украины

Национальный технический университет

«Харьковский политехнический институт»

Кафедра теплотехники и энергоэффективных технологий

Курсовая работа

На тему:

«ТЕПЛОВОЙ И ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

ЭКОНОМАЙЗЕРА»

по курсу

«ТЕПЛО И МАССООБМЕНу»

Вариант 8

Руководитель:

Воробьев В.М.

Выполнил:

студент гр. ЭМ-40 Ермоленко Е.В.

Харьков 2013

Содержание

Введение………………………………………………………………………..2

Исходные данные……………………………………………………………...4

1. Тепловой расчёт …………………………………………………………..5

   1. Расчет геометрических характеристик экономайзера …………..5

   2. Расчёт коэффициентов теплоотдачи ……………………………...6

   3. Расчёт теплового потока по уравнению теплопередачи ……….9

2. Гидравлический расчёт …………………………………………………..12

1. Полное сопротивление теплообменника по газовому тракту.….12

2. Полное сопротивление теплообменника по водяному тракту….13

Итоговая таблица расчета экономайзера…………………………………...15

Таблицы и рисунки…………………………………………………………...16

Литература…………………………………………………………………….24

Введение

В данной курсовой работе проводится поверочный расчёт экономайзера типа ЦККБ, схема которого представлена на рисунке 1. Экономайзер представляет собою теплообменный аппарат рекуперативного типа, предназначенный для нагревания воды с использованием теплоты уходящих газов из парового котла или какого-либо технологического агрегата. Газы (продукты горения органического топлива) двигаются в экономайзере сверху – вниз, а нагреваемая в трубах вода – снизу вверх, кроме того, трубы располагаются горизонтально, т.е. имеет место противоточно-перекрестное движение воды и газов.

Экономайзер ЦККБ выполнен из литых чугунных оребрённых труб. На концах трубы имеют квадратные фланцы, которые при сборке экономайзера образуют две стенки газохода. Газоплотность этих стенок обеспечивается прокладкой уплотнительного шнура в торцевые канавки фланцев. Таким образом, в экономайзерах этого типа используется коридорный пучок труб. Один размер газохода определяется длиной трубы за вычетом толщины двух фланцев, а шаг труб по фронту пучка определяется горизонтальным размером фланца. Второй размер газохода определяется числом труб в горизонтальном ряду и шагом по фронту. Шаг труб в глубину пучка определяется вертикальным размером фланца трубы.

В экономайзере ЦККБ, который используется в котлах малой производительности, весь расход воды направляется по одной трубе, т.е. данный тип экономайзера не имеет коллектора. Вода поступает в крайнюю трубу нижнего ряда. По горизонтальным чугунным коленам вода проходит последовательно из одной трубы ряда в другую, поворачиваясь при этом на 180. Затем по вертикальному колену переходит в следующий ряд труб и т.д. до выхода из экономайзера.

Рисунок 1 – Схема экономайзера

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Расход воды М_в=17 т/час.

Давление воды Р _в=22 бар.

Температура воды на входе в экономайзер t'_в=70 ^оС.

Температура газа на входе в экономайзер t'_г=450 ^оС.

Скорость газа на входе в экономайзер W_го=11 м/с.

Число труб в горизонтальном ряду n=6 шт.

Число рядов труб по ходу газа m=12 шт.

Шаг труб по фронту пучка S₁=0,248 м.

Шаг труб в глубину пучка S₂=0,288 м.

Внутренний диаметр трубы экономайзера d₁=0,1 м.

Внешний диаметр трубы экономайзера d₂=0,12 м.

Диаметр кольцевых рёбер d_р=0,24 м.

Шаг рёбер t=0,025 м.

Толщина ребра 2δ=0,008 м.