- •Белорусский национальный технический университет
- •Введение
- •Cодержание
- •1.1. Расчетно-пояснительная записка
- •1.2. Графическая часть
- •2. Классификация теплообменных аппаратов
- •2.1. Теплообменные аппараты непрерывного действия
- •2.2. Теплоносители
- •2.3. Конструкции аппаратов поверхностного типа
- •3. Тепловой и конструктивный расчет аппаратов поверхностного типа
- •3.1. Основные положения теплового расчета
- •3.1.1. Исходные уравнения теплопередачи
- •3.1.2 Коэффициент теплопередачи
- •3.1.3 Теплоотлача при вынужденном течении жидкости в трубах
- •3.2.1. Расчет кожухотрубного теплообменного аппарата
- •3.2.2. Расчет внутреннего диаметра корпуса кожухотрубного теплообменного аппарата
- •3.2.3. Конструкция и размеры межтрубного пространства кожухотрубного теплообменного аппарата
- •3.2.4. Определение диаметров патрубков кожухотрубного теплообменного аппарата
- •4. Гидродинамический расчет теплообменных аппаратов
- •5. Пример расчета теплообменного аппарата
- •Приложения
Приложения
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Физические свойства некоторых твердых тел (элементов) при 0°С
Наименование элементов |
ρ, кг/м3 |
λ , Вт/(м·К) |
ср, кДж/(кг·К) |
|
|
|
|
Алюминий |
2700 |
209 |
0,896 |
Ванадий |
5900 |
34,9 |
0,494 |
Висмут |
9830 |
9,4 |
0,121 |
Вольфрам |
19340 |
169 |
0,134 |
Железо |
7880 |
74 |
0,44 |
Золото |
19310 |
313 |
0,130 |
Калий |
870 |
100 |
0,737 |
Литий |
534 |
68,6 |
3,31 |
Магний |
1760 |
158 |
0,975 |
Медь |
8930 |
390 |
0,388 |
Молибден |
10200 |
141 |
0,252 |
Натрий |
975 |
109 |
1,20 |
Никель |
8900 |
67,5 |
0,427 |
Олово |
7300 |
66,3 |
0,222 |
Платина |
21460 |
69,8 |
0,132 |
Свинец |
11350 |
35,1 |
0,127 |
Серебро |
10500 |
419 |
0,234 |
Сурьма |
6690 |
18,8 |
0,205 |
Титан |
4540 |
15,1 |
0,531 |
Углерод Графит |
1700 ..2300 |
174 |
0,67 |
Уран |
19100 |
19,2 |
0,117 |
Хром |
7150 |
69,8 |
0,448 |
Цинк |
7150 |
113 |
0.384 |
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Физические свойства некоторых сталей и сплавов при t =(20...20) °С
Наименование материалов |
ρ, кг/м3 |
λ , Вт/(м·К) |
ср, кДж/(кг·К) |
α·105, м2/с |
|
|
|
|
|
Сталь 20 |
7830 |
51,0 |
0,49.4 |
1,32 |
Сталь 45 |
7830 |
47,8 |
0,490 |
1,25 |
Нержавеющая сталь 12Х18Н10Т |
7860 |
16.3 |
0,494 |
0,42 |
Магниевые сплавы |
1780 |
79,1 |
0,98 |
4,53 |
Алюминиевые сплавы |
2800 |
163 |
1,13 |
5,15 |
Титановые сплавы |
4460 |
8,7 |
0,524 |
0,372 |
Латунь |
8500 |
109 |
0,392 |
3,27 |
Бронза |
8800 |
48,2 |
0,368 |
1,49 |
• Физические свойства конкретного сплава зависят от химического состава и могут отличаться от указанных. |
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Рекомендуемое число труб в ТА при разбивке в трубной решетке по шестиугольникам и по концентрической окружностям
D/t |
m |
разбивка по шестиугольникам |
Разбивка по окружности | |||||||
l |
n’ |
число труб по рядам сегмента |
число труб во всех сегментах |
N |
число труб по наружной окружности |
N | ||||
I |
II |
III | ||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
1 |
3 |
7 |
– |
– |
– |
– |
7 |
6 |
7 |
4 |
2 |
5 |
19 |
– |
– |
– |
– |
19 |
12 |
19 |
6 |
3 |
7 |
37 |
– |
– |
– |
– |
37 |
18 |
37 |
8 |
4 |
9 |
61 |
– |
– |
– |
– |
61 |
25 |
62 |
10 |
5 |
11 |
91 |
– |
– |
– |
– |
91 |
31 |
98 |
14 |
7 |
15 |
169 |
3 |
– |
– |
18 |
187 |
43 |
178 |
18 |
9 |
19 |
271 |
5 |
– |
– |
30 |
301 |
56 |
279 |
22 |
11 |
23 |
397 |
7 |
– |
– |
42 |
439 |
69 |
410 |
26 |
13 |
27 |
547 |
9 |
2 |
– |
66 |
613 |
81 |
566 |
30 |
15 |
31 |
72 |
11 |
6 |
– |
102 |
823 |
94 |
747 |
34 |
17 |
35 |
919 |
13 |
8 |
– |
126 |
1045 |
106 |
953 |
38 |
19 |
39 |
1141 |
15 |
12 |
– |
162 |
1303 |
119 |
1185 |
42 |
21 |
43 |
1387 |
17 |
14 |
7 |
228 |
1615 |
131 |
1441 |
46 |
23 |
47 |
1657 |
19 |
16 |
9 |
264 |
1921 |
144 |
1723 |
ПРИМЕЧАНИЕ: m – число шестиугольников или окружностей; l – число труб по дискам; n’ – общее число туб без учетов сегментов; N – общее число труб в ТА; |
ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Физические свойства различных технических материалов
Наименование материала |
ρ, кг/м3 |
t, °С |
λ , Вт/(м·К) |
ср, кДж/(кг·К) |
|
|
|
|
|
Асбест |
500 |
20 |
0,106 |
0,837 |
Асбестовый картон |
1000 |
20 |
0,184 |
0,84 |
Асбест распушенный |
100 |
20 |
0,092 |
0,84 |
Графитовые изделия |
1600 |
100 |
158 |
0,837 |
Двуокись циркония |
5280 |
100 |
167 |
0,586 |
Железобетон |
2200 |
20 |
1,55 |
0,84 |
Кирпич красный |
1800 |
0 |
0,77 |
6,879 |
Минеральная вата |
150 |
20 |
0,075 |
0,92 |
Окись алюминия |
3740 |
100 |
30,2 |
0,925 |
Оргстекло |
1180 |
20 |
0,184 |
1,43 |
Пенокерамика |
1400 |
20 |
1,16 |
0,84 |
Пенопласт |
200 |
30 |
0,058 |
— |
Пеностекло |
400 |
26 |
0,107 |
0,84 |
Пеношамот |
600 |
20 |
0,132 |
0,92 |
Резина твердая обыкновенная |
1200 |
20 |
0,159 |
1,382 |
Слюда |
2900 |
20 |
0,52 |
0,879 |
Стекло обыкновенное |
2500 |
20 |
0,74 |
0,670 |
Стекловата |
200 |
20 |
0,0465 |
— |
Стекловолокно |
120 |
20 |
0,11 |
0,84 |
Стеклотекстолит |
1650 |
20 |
0,459 |
1,64 |
Текстолит |
1350 |
20 |
0,293 |
1,47 |
Фторопласт-4 |
2150 |
20 |
0,247 |
1,05 |
Фибра |
1200 |
60 |
0,48 |
— |
Шлак котельный |
700 |
20 |
0,186 |
0,75 |
Эбонит |
1200 |
20 |
0,165 |
— |
ПРИЛОЖЕНИЕ Д. Физические свойства воды на линии насыщения
t, °С |
Р, МПа |
ρ, кг/м3 |
ср, кДж/(кг·К) |
λ·102 , Вт/(м·К) |
ν·106 м2/с |
Pr |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0,1013 |
99,9 |
4,212 |
55,1 |
1,789 |
13,67 |
20 |
0,1013 |
998,2 |
4,183 |
60,0 |
1,006 |
7,02 |
40 |
0,1013 |
992,2 |
4,174 |
63,5 |
0,659 |
4,31 |
60 |
0,1013 |
983,2 |
4,178 |
66,0 |
0,478 |
2,98 |
80 |
0,1013 |
971,8 |
4,195 |
67,6 |
0,366 |
2,21 |
100 |
0,1013 |
968,4 |
4,20 |
68,3 |
0,291 |
1,75 |
120 |
0,1985 |
943,1 |
4,250 |
68,7 |
0,252 |
1,47 |
140 |
0,3614 |
926,1 |
4,287 |
68,6 |
0,216 |
1,25 |
160 |
0,618 |
907,4 |
4,346 |
68,4 |
0,191 |
1,11 |
180 |
1,003 |
886,9 |
4,41 |
67,6 |
0,173 |
1,00 |
220 |
2,320 |
840,3 |
4,614 |
64,6 |
0,148 |
0,89 |
260 |
4,694 |
784,0 |
4,949 |
60,6 |
0,135 |
0,87 |
300 |
8,592 |
712,5 |
5,736 |
54,1 |
0,128 |
0,97 |
340 |
14,608 |
610,1 |
8,164 |
45,8 |
0,127 |
1,38 |
ПРИЛОЖЕНИЕ Д. Физические свойства водяного пара на линии насыщения
t, °С |
Р, МПа |
ρ, кг/м3 |
ср, кДж/(кг·К) |
λ·102 , Вт/(м·К) |
ν·106 м2/с |
Pr |
|
|
|
|
|
|
|
100 |
0,101 |
0,598 |
2,135 |
2,35 |
20,02 |
1,08 |
120 |
0,198 |
1,21 |
2,206 |
2,60 |
11,46 |
1,09 |
140 |
0,361 |
1,966 |
2,315 |
2,79 |
6,89 |
1,12 |
160 |
0,618 |
3,258 |
2,479 |
3,01 |
4,49 |
1,18 |
180 |
1,003 |
5,157 |
2,709 |
3,27 |
2,93 |
1,25 |
200 |
1,555 |
7,862 |
3,023 |
3,85 |
2,03 |
1,36 |
220 |
2,320 |
11,62 |
3,408 |
3,90 |
1,45 |
1,47 |
240 |
3,348 |
16,76 |
3,881 |
4,29 |
1,06 |
1,61 |
260 |
4,694 |
23,72 |
4,468 |
4,80 |
0,794 |
1,76 |
280 |
6,419 |
33,19 |
5,233 |
4,49 |
0,600 |
1,88 |
300 |
8,592 |
46,21 |
6,28 |
6,27 |
0,461 |
2,13 |
320 |
11,290 |
64,72 |
8,21 |
7,51 |
0,353 |
2,50 |
340 |
14,608 |
92,78 |
12,35 |
9,30 |
0,272 |
3,35 |
360 |
18,614 |
144,0 |
23,03 |
12,79 |
0,202 |
5,23 |
ПРИЛОЖЕНИЕ Е. Физические свойства сухого воздуха при атмосферном давлении
t, °С |
ρ, кг/м3 |
ср кДж/(кг·К) |
λ·102 , Вт/(м·К) |
ν·106 м2/с |
Pr |
|
|
|
|
|
|
-50 |
1,584 |
1,013 |
2,06 |
9,23 |
0,728 |
-20 |
1,395 |
1,009 |
2,28 |
12,79 |
0,716 |
0 |
1,293 |
1,005 |
2,44 |
13,28 |
0,707 |
20 |
1,205 |
1,005 |
2,59 |
15,06 |
0,703 |
40 |
1,128 |
1,005 |
2,76 |
16,96 |
0,699 |
60 |
1,060 |
1,005 |
2,90 |
18,97 |
0,696 |
80 |
1,000 |
1,009 |
3,05 |
21,09 |
0,692 |
100 |
0,946 |
1,009 |
3,21 |
23,13 |
0,688 |
120 |
0,898 |
1,009 |
3,34 |
25,45 |
0,686 |
140 |
0,854 |
0,013 |
3,48 |
27,80 |
0,684 |
160 |
0,815 |
1,017 |
3,64 |
30,09 |
0,682 |
180 |
0,779 |
1,022 |
3,77 |
32,49 |
0,681 |
200 |
0,746 |
1,026 |
3,87 |
34,85 |
0,680 |
250 |
0,674 |
1,038 |
4,27 |
40,61 |
0,67 |
300 |
0,615 |
1,047 |
4,61 |
48,33 |
0,674 |
350 |
0,566 |
1,059 |
4,91 |
55,46 |
0,676 |
400 |
0,524 |
1,068 |
5,21 |
63,09 |
0,678 |
500 |
0,456 |
1,093 |
5,75 |
79,38 |
0,687 |
600 |
0,404 |
1,114 |
6,22 |
96,89 |
0,699 |
700 |
0,362 |
1,134 |
6,71 |
115,4 |
0,706 |
800 |
0,329 |
1,156 |
7,18 |
134,8 |
0,713 |
900 |
0,301 |
1,172 |
7,63 |
155,1 |
0,717 |
1000 |
0,277 |
1,185 |
8,07 |
177,1 |
0,719 |
ПРИЛОЖЕНИЕ Ж. Физические параметры дизельного масла в зависимости от температуры
t, °С |
ρ, кг/м3 |
ср, кДж/(кг·К) |
λ·, Вт/(м·К) |
ν·106 м2/с |
α·104, м2/ч |
Pr |
|
|
|
|
|
|
|
5 |
900,5 |
1,787 |
0,1283 |
2600 |
3,02 |
- |
10 |
897,6 |
1,806 |
0,1280 |
1520 |
3,14 |
19550 |
15 |
894,6 |
1,822 |
0,1276 |
960 |
3,280 |
13700 |
20 |
981,1 |
1,839 |
0,1273 |
620 |
3,41 |
8000 |
25 |
882,9 |
1,856 |
0,1269 |
405 |
3,56 |
5200 |
30 |
884,8 |
1,875 |
0,1266 |
280 |
3,69 |
3730 |
35 |
881,9 |
1,893 |
0,1263 |
190 |
3,81 |
2790 |
40 |
877,9 |
1,910 |
0,1259 |
135 |
3,94 |
1840 |
45 |
875,0 |
1,927 |
0,1256 |
110 |
4,07 |
1330 |
50 |
872,1 |
1,944 |
0,1252 |
76 |
4,2 |
1045 |
55 |
869,1 |
1,963 |
0,1249 |
57 |
4,34 |
820 |
60 |
865,2 |
1,981 |
0,1255 |
45 |
4,45 |
630 |
65 |
862,2 |
1,998 |
0,1242 |
36 |
4,56 |
520 |
70 |
859,8 |
2,015 |
0,1238 |
29 |
4,71 |
413 |
75 |
856,7 |
2,034 |
0,1235 |
24,5 |
4,81 |
353 |
80 |
853,4 |
2,053 |
0,1231 |
20 |
4,92 |
290 |
85 |
849,5 |
2,069 |
0,1228 |
16,8 |
5,05 |
245 |
90 |
846,6 |
2,086 |
0,1224 |
14,2 |
5,19 |
208 |
95 |
843,6 |
2,103 |
0,1221 |
12,4 |
5,3 |
184 |
100 |
840,7 |
2,122 |
0,1217 |
10,7 |
5,41 |
162 |
ПРИЛОЖЕНИЕ З. Термическое сопротивление от загрязнения на пластинах (R=δ1/λ1)
Загрязнение при работе со средой |
R3 (м2К)/Вт |
Загрязнение при работе со средой |
R3 (м2К)/Вт |
Аммиак |
0,00025 |
Низкокипящие углеводороды |
0,00020 |
Ароматические углеводороды |
0,0018 |
Нефть ниже 260°С |
0,00020 |
Алюминатный раствор |
0,00015 |
Нефтяные продукты чистые |
0,00020 |
Бензин, керосин |
0,00010 |
Органические жидкости |
0,00011 |
Вода: |
|
Органические теплоносители |
0,00020 |
техническая |
0,00023 |
Полимеризующие вещества |
0,00045 |
техническая сильно загрязненная |
0,00055 |
Природный газ |
0,0040 |
речная |
0,00017 |
Рассол соляной |
0,00010 |
морская |
0,00011 |
Рассол аммонизированный |
0,00030 |
водопроводная(озерная) |
0,00020 |
Растворители (ацетон) |
0,00010 |
жесткая |
0,00025 |
Раствор каустической соды |
0,00020 |
дистиллированная |
0,00004 |
Растворы солей с примесью смол или масел |
0,00050 |
Водяной пар |
0,00011 |
Растворы солей |
0,00020 |
Газы пиролиза с примесью смолы |
0,00200 |
Ржавчина |
0,0005 |
Дымовые газы |
0,00060 |
Сажа |
0,010 |
Жидкие хладагенты |
0,00007 |
Сероуглерод |
0,00020 |
Известь |
0,000415 |
Сернистое железо |
0,000083 |
Кокс |
0,000715 |
Сжатый воздух |
0,00040 |
Лед |
0,00025 |
Соляная, фосфорная или серная кислота |
0,00005 |
Масло: |
|
Тощие абсорбенты |
0,00040 |
машинное и трансформаторное |
0,00015 |
Углеводороды хлорированные |
0,00010 |
растительное |
0,00031 |
Уксусная кислота |
0,00050 |
смазочное |
0,00042 |
Хладоносители |
0,00010 |
топливное |
0,00051 |
Хлористый кальций |
0,0008 |
закалочное |
0,00010 |
Хлористый натрий |
0,000165 |
Мазут |
0,00050 |
Щелочные растворы |
0,00040 |
Накипь |
0,00033 |
|
|
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Методические указания по оформлению курсовых проектов и работ БНТУ: СТП БНТУ 3.01-2003. – Введен 14.01.2003. – Минск: БНТУ, 2003 – 15с.
Теплотехника: Учебник для вузов./ В.Н. Луканин, [и др.]; под общ. ред. В.Н. Луканина – Москва: Высшая школа, 1999. – 671 с.
Голубков Б.Н., Данилов О.Л., Зосимовский Л.В., и д.р. Теплотехническое оборудование и теплоснабжение промышленных предприятий Учебник для техникумов – 2-е изд., перераб. и дополн. – М.; Энергия., 1979. – 544 с.ил.
Исаченко В.П. Теплопередача./ В.П. Исаченко, В.А.Осипова, А.С. Сухомел; под общ. ред. В.П.Исаченко – Москва: Энергоиздат, 1981 – 416 с.
Михеев М.А. Основы теплопередачи. 2–е изд./ М.А. Михеев, И.М. Михеева – Москва: Энергия, 1977 – 342 с.
Панкратов Г.П. Сборник задач по теплотехнике./ Г.П. Панкратов – Москва: Высшая школа, 1986. – 248с.
Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача. 2–е изд./ В.В. Нащокин – Москва: Высшая школа, 1975 – 496 с.
Авчухов В.В. Задачник по процессам теплообмена /В.В. Авчухов, Б.Я. Паюсте – Москва: Энергоатомиздат, 1986 – 140 с.
Краснощеков Е.А. Задачник по теплопередаче./ Е.А. Краснощеков, А.С. Сухомел – Москва: Высшая школа, 1980 – 288 с.
Справочник по теплообменникам: в 2-х т./ Пер. с англ., под ред. Б.С. Петухова, В.К. Шикова – Москва: Энергоатомиздат, 1987. – 2 т.
Уонг Х. Основные формулы и данные по теплообмену для инженеров/ Х. Уонг пер. с англ. – Москва: Атомиздат, 1979. – 216 с.
Кутателадзе С.С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление: Справочное пособие / С.С. Кутателадзе – Москва: Энергоатомиздат, 1990. – 367 с.
Бажан П.И. Справочник по теплообменным аппаратам / П.И. Бажан, Г.Е.Каневец, В.М.Селиверстов – Москва: Машиностроение, 1989. – 366 с.
Теплотехнический справочник: в 2-х т./под общ. ред. В.Н. Юренева, П.Д. Лебедева [и др.]. – 2-е издание – Москва: Энергия, 1975 – 2 т.
Андреев В.А. Теплообменные аппараты для вязких жидкостей./ В.А. Андреев – Москва: Энергия, 1971. – 130 с.
Левин Л.М. Табличный метод разбивки решеток теплообменников./ Л.М. Левин. – Москва: Энергия, 1959. – 95 с.
Методические указания по выполнению комплексного курсового проекта по курсам «Техническая термодинамика», «Тепломасообмен», «Гидрогазодинамика» для студентов специальности 10.07 – Промышленная теплоэнергетика»: учеб.-метод, пособие / БПИ; авт.-состовители В.Г. Баштовой, Е.В. Кравченко, Н.Г. Хутская. – Минск, 1992. – 47 с.
Пермяков В.А. Теплообменники вязких жидкостей применяемые на электростанциях/ В.А. Пермяков, Е.С. Левин, Г.В. Дивова – Ленинград: Энергоатомиздат,1983. – 176 с.
Рац А.А. Конструкции, исследования и расчет пластинчатых теплообменных аппаратов /под ред.А.Ф. Гандельстана – Москва: ЦИНТИМАШ,1962. – 167 с.
Копко В.М. Пластинчатые теплообменники в системах централизованного теплоснабжения : учеб. пособие / В.М. Копко, М.Г. Пшоник. – Минск: БНТУ, 2005 – 197 с.