Рассчитать и подобрать нормализированный теплообменник для нагревания воздуха

Введение 4

1 Технологический расчет 5

1.1 Общий тепловой баланс 5

1.2 Расчет расхода горячего теплоносителя 6

1.3 Средняя разность температур 6

1.4 Расчет ориентировочной поверхности теплопередачи. Выбор теплооб-менного аппарата 7

1.5 Уточненный расчет теплообменного аппарата 8

1.5.1 Расчет коэффициента теплоотдачи горячего теплоносителя 8

1.5.2 Расчет коэффициента теплоотдачи холодного теплоносителя 9

1.6 Расчет коэффициента теплопередачи и необходимая поверхность тепло-передачи 9

1.6.1 Сумма термических сопротивлений 9

1.6.2 Коэффициент теплопередачи 10

1.6.3 Требуемая поверхность теплопередачи 10

2 Гидравлический расчет 11

2.1 Расчет гидравлических сопротивлений 11

2.1.1 Горячий теплоноситель 10

2.1.2 Холодный теплоноситель 12

Список литературы 13

Введение

Для расчета и подбора нормализированного теплообменного аппарата составим и рассчитаем тепловой баланс из которого определим тепловую нагрузку теплообменного аппарата и расход теплоносителя. Рассчитаем среднюю разность температур, выберем по опытным данным ориентировочный коэффициент теплопередачи. Рассчитаем ориентировочное значение поверхности теплообмена и по нему выберем стандартный теплообменник. Произведем уточненный расчет стандартного теплообменника: уточним коэффициенты теплоотдачи для горячего и холодного теплоносителя и уточненный расчет коэффициента теплопередачи. Сопоставим поверхности теплообмена расчетной и нормированной. Произведем гидравлический расчет.
Теплообменные аппараты применяются для проведения теплообменных процессов (нагревание или охлаждение). В данном курсовом проекте мы рассчитываем рекуперативный теплообменник, в котором теплоносители разделены стенкой и теплота передается от одного теплоносителя к другому через разделяющую их стенку.
...

1.1 Общий тепловой баланс

В задании проекта надо нагреть воздух от 15 до 65 ºС, для этого используем горячую воду, которая применяется в пищевой промышленности для нагрева до температуры 90 ºС.
Общий тепловой баланс установки:
, (1.1)
где - тепло, которое горячий теплоноситель отдает в процессе теплообмена или тепловая нагрузка аппарата, Вт;
- количество тепла, которое получает холодный теплоноси­тель, Вт;
- потери тепла, которые в хорошо изолированных аппаратах составляет 3-5% от полезно используемого тепла, Вт.
Так как у нас и горячий и холодный теплоносители не меняют агрегатной состояние, то общий тепловой баланс составляет:
, (1.2)
где - расход горячего и холодного теплоносителей, кг/с;
-теплоемкость горячего и холодного теплоносителя, Дж/кг∙град;
-начальные температуры горячего и холодного теплоносителя,ْС;
- конечные температуры горячего и холодного теплоносителя,ْС.
, (1.
...

1.3 Средняя разность температур

В пластинчатом теплообменнике схема взаимного движения теплоносителей – противоток.
Для установившегося процесса теплообмена в случаи противотока, для расчета средней разности температур используем формулу:
, (1.8)
где и - большая и меньшая разности температур на концах поверхности теплообмена.
Схема движения теплоносителя представлена на рисунке 1.

1.4 Расчет ориентировочной поверхности теплопередачи.
Выбор теплообменного аппарата

Ориентировочное значение коэффициента теплопередачи выбираем на основании/3; стр. 196/. Вид теплообмена: от газа к жидкости (газовые холодильники), при вынужденном движении . Примем .
Зная тепловую нагрузку аппарата, рассчитав среднею разность температур и выбрав ориентировочный коэффициент теплопередачи, определим ориентировочную поверхность теплообмена:
, (1.
...

1.5.1 Расчет коэффициента теплоотдачи горячего теплоносителя

Скорость горячей воды в 68 каналах с проходным отверстием 0,00245 м2 равна
, (1.10)
где - скорость горячего теплоносителя.
Определим тип движения в каналах, для этого найдем число Рейнольдса
, (1.11)
где, Re – число Рейнольдса;
- скорость теплоносителя, м/с;
- эквивалентный диаметр, м;
– плотность теплоносителя, кг/м3;
- вязкость теплоносителя, Па∙с.
Для горячего теплоносителя по формуле (1.11)

При Re<50 режим движения ламинарный.
На основании/1; стр. 50/, находим коэффициент теплоотдачи:
, (1.12)
где - коэффициент теплоотдачи горячего теплоносителя, Вт/м2∙К.
Коэффициент а зависит от типа пластины и режима движения, при ламинарном режиме и f=0,6 м2, а=0,6.
Показатели степени b и c выбираем в зависимости от режима течения и типа пластин: при ламинарном режиме (Re≤50, Pr=0,7 – 80) b=0,33, c= 0,33.

1.5.
...