1 Цель работы

В углублении знаний студентов по курсу “Теоретические основы теплотехники”, раздела “Основы теории теплообмена” освоении методики расчетов, изучение конструкции и принципа работы рекуперативных теплообменных аппаратов.

В процессе выполнения расчётно-графической работы студент должен приобрести практические навыки по расчету рекуперативных теплообменных аппаратов и формироваться как специалист для самостоя­тельного решения практических инженерных задач.

2 Методические указания к выполнению задания

К выполнению задания необходимо преступить после изучения соответствую­щего раздела дисциплины.

Данные для выполнения заданий выбираются из таблицы по номеру зачетной книжки, которые выдаются преподавателем. Задания, выполненные, не по своему варианту не рассматриваются.

При выполнении заданий необходимо соблюдать требования стандарта СТО 0493582-003-2009 (Самостоятельная работа студента. Оформление текста рукописи).

Поясняющие чертежи, графики и расчетные схемы выполняются с помощью чертежных инструментов на миллиметровке с учетом требований ЕСКД.

3 Расчет рекуперативных теплообменных аппаратов

3.1 Определение тепловой мощности

Тепловую мощность теплообменника можно вычислить из уравнения теплового баланса в зависимости от того, какой расход теплоносителя задан.

, (1)

где с_р1 и с_р2 – массовые изобарные теплоемкости теплоносителей, кДж/(кгК), принимаются по справочным таблицам приложения в зависимости от вида теплоносителя при его средней температуре. Для воды с_р=4,19 кДж/(кгК);

_{Т –} поверхностный КПД теплообменника, при хорошей теплоизоляции корпуса теплообменника. _Т =0,90…0,95. у отопительных приборов _Т =1,0;

m_t1 и m_t2 – массовый расход холодного теплоносителя на входе и выходе аппарата, кг/с;

t₁^’ и t₁^’’ – температура холодного теплоносителя на входе и выходе аппарата, Дж / (кг ∙ К).

Если горячим теплоносителям является пар, то левая часть теплового баланса имеет вид:

Ф=D(h_n-h_k), (2)

где D – расход пара, кг/с;

h_n- энтальпия пара, определяется по диаграмме h,s- водяного пара в зависимости от давления как энтальпия сухого насыщенного пара (кДж/кг).

h_k- энтальпия конденсата, кДж/ кг, определяется как энтальпия жидкости; считают, что в теплообменнике конденсат не переохлаждается (кДж/кг).

3.2 Расчет расхода теплоносителя.

Расход горячего теплоносителя (кроме пара)

(3)

Расход пара:

(4)

Расход холодного теплоносителя:

(5)

3.3 Определение среднего температурного напора При нелинейном характере изменений температуры теплоносителей, температурный «напор» между ними определяется как среднелогарифмический

, (6)

где t_- наибольшая разность температур между теплоносителями, ⁰С;

t_м- наименьшая разность температур, ⁰С;

Для определения наибольшей и наименьшей разности температур, необходимо построить график изменения температуры горячего и холодного теплоносителей по оси ординат, а по оси абсцисс длину или высоту трубы рисунок 1 а, б, в, г.

Среднелогарифмический температурный напор необходимо вычислить как для прямоточного, так и для противоточного движения теплоносителей, кроме случая, когда теплообменник работает с фазовым превращением теплоносителя (конденсацией пара (рисунок 1 в,г)).