Расчетно-графическая работа Тепломассообменное оборудование - файл n1.docx

Расчетно-графическая работа Тепломассообменное оборудование
скачать (2498.3 kb.)
Доступные файлы (4):
n1.docx1744kb.13.12.2009 05:03скачать
n2.docx943kb.10.12.2009 20:15скачать
n3.doc26kb.10.12.2009 18:04скачать
n4.cdw

n1.docx


Изм.

Лист

докум.

Подпись

Дата

Лист

2

ОГТИ 140106. 60.09. 05 О







Произведем расчет конструктивный и тепловой (поверочный)

расчет кожухотрубчатого водоводяного аппарата

при следующих условиях:

теплопроизводительность аппарата 1800 кВт;

материал трубки латунь; корпус – сталь;

температура греющего теплоносителя на входе 180 С, на выходе – 100 С

и ;

температура нагревающего теплоносителя 5 С на входе, на выходе – 70 С

и ;

поверхность нагрева выполнена из латунных трубок диаметром;

теплопроводность материала трубок ;

толщина накипи ; теплопроводность накипи;

коэффициент, учитывающий потери тепла в окружающую среду ;

теплоносители движутся по противотоку.



Рис. 1. Кожухотрубчатый теплообменник с жестким креплением

трубных решеток

Решение:

Определяем средний тепловой расчёт греющей воды при



Средний объёмный расход нагреваемой воды при



где и ? плотность воды при соответствующих температурах (табл. 7, приложения);

– теплоёмкость воды.

Средний температурный напор в аппарате:



Задаёмся скоростью движения воды в трубках , и определяем площадь поверхностного сечения трубок в секции:



Количество трубок:



По таблице 8 находим ближайшее конструктивное число трубок, равное 37 (при расположении трубок по концентрическим окружностям).

Такому количеству трубок соответствует диаметр аппарата . Принимая шаг по радиусу, , т.е. и кольцевой зазор , определяем внутренний диаметр корпуса:



Находим скорость движения воды в межтрубном пространстве.

Площадь поперечного сечения корпуса:



Площадь, занятая трубками:



Площадь межтрубного пространства:



Скорость воды в межтрубном пространстве:



Для вычисления коэффициента теплоотдачи от охлаждаемой воды находим критерий Рейнольдса:

>

Что соответствует установившемуся турбулентному режиму.

Поэтому следует пользоваться следующей формулой, имея в виду, что действительная скорость в трубках:



Для воды принимаем уточнённую формулу:



где А = 3780 ? табл. 9, приложения.

Таким образом,




Коэффициент теплопередачи со стороны нагреваемой воды находим аналогичным путём. Определяем режим движения воды в межтрубном пространстве:

> ,

uде

Воспользуемся той же формулой, только коэффициент А = 2325 при






Коэффициент теплопередачи вычисляем по формуле (для плоской стенки)






Поверхность нагрева подогревателя



Длина трубок:






Выполняем подогреватель из двух секций.

Активная длина трубок в каждой секции равна . ,

округляем до 3,5 м.

Таким образом, каждая секция будет состоять из 37 трубок длиной 3,5 м.

Диаметры всех штуцеров аппарата должны быть одинаковыми, так как расходы равны.

Приняв скорость воды в штуцерах равной 1,5 , получим








Принимаем










Задача №5 (9). Определить коэффициент теплоотдачи сухого насыщенного водяного пара на горизонтальной трубе конденсатора при коридорном и шахматном расположении в нем труб.

Найти количество конденсирующего за 1 час пара, если абсолютное давление в конденсаторе , температурный напор пар ? стенка , наружный диаметр латунных труб в конденсаторе , а длина .

Насколько изменится коэффициент теплоотдачи, если в паре содержатся 1% воздуха?







Дано:



=1 ч









в = 1%




кор ? ?, шах? ?

Gкор ? ?, Gшах ? ?

в ? ?







Решение:

Коэффициент теплоотдачи при пленочной конденсации пара на горизонтальной трубе определяется по формуле:



По приложению табл. 6 определяем число As для температуры насыщения ts = 100⁰C:



Подставляя, получаем:






Коэффициент теплоотдачи при различном расположении труб равен:



где ?t – поправка на число n рядов труб в пучке.




?t определяем по графику:






?t = 0,98 ? при коридорном расположении труб

?t = 0,99 ? при шахматном расположении труб








Количество конденсирующего за 1 час пара:



где r = 2,26∙106 Дж/кг при ts = 1000С – табл. 7, приложения.





Изменение теплоотдачи при содержании в паре 1% воздуха определяется при помощи графика, приведенного ниже





При коридорном расположении труб:



При шахматном расположении труб:



Ответ:





































Задача №6 (11). Определить тепловой поток, теряемый за счет излучения стальной трубой диаметром d = 80 мм и длиной . Труба, температура которой расположена в помещении на большом удалении от его стен. Степень черноты материала трубы , температура стен в помещении . Как изменится лучистая составляющая коэффициента теплоотдачи от поверхности трубы, если ее покрыть цилиндрическим кожухом (экраном) толщиной , выполненным из тонких алюминиевых листов (степень черноты )? Найти температуру алюминиевого кожуха. Конвективным теплообменом при расчетах пренебречь.







Дано:

d = 80 мм


















?л ? ?

tкож ? ?







Решение:

Потеря теплоты оголенным паропроводом:



При условии, что пр = 1 – приведенная степень черноты;

где коэффициент излучения абсолютно черного тела;

Площадь трубы находим по формуле:








При экранировании потери теплоты определяются по формуле:






Эквивалентная степень черноты при этом:





Подставляя, получаем:











Температуру алюминиевого листа находим из формулы:





Отсюда выражаем t3 и получаем t3 = 725°K

Находим лучистую составляющую коэффициента теплообмена для обоих случаев:








?л = л1 ? л2 = 13,8 ?1,97 = 11,83




Ответ:

t3 = 725°K

?л = 11,83









































































Таблица 6









Таблица 7









Таблица 8






Таблица 9



Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации