Тепловой расчет теплообменных аппаратов

Содержание
ГЛАВА 1. Введение. Классификация теплообменных аппаратов 4
ГЛАВА 2. Конструктивный тепловой расчет 11
1. Определение: 11
1.1. теплофизических свойств горячего и холодного теплоносителей 11
1.2. мощности теплообменного аппарата Q по исходным данным. 14
1.3. средней разности температур между теплоносителями Ѳm 14
1.4. оптимального диапазона площадей проходных сечений (f1,f2) и минимального индекса противоточности Pmin ТА 14
1.5. водяного эквивалента kF и площади поверхности F теплообмена теплообменного аппарата 16
2. Предварительный выбор теплообменного аппарата по каталогу 18
3. Расчёт коэффициентов теплоотдачи от горячего теплоносителя к стенке α1 и от стенки к холодному теплоносителю α2 18
4.Определение коэффициента теплопередачи, водяного эквивалента и площади поверхности теплообмена ТА. 21
5. Выбор теплообменного аппарата по каталогу 22
ГЛАВА 3. Проверочный тепловой расчет. 22
1. Определение фактической тепловой мощности выбранного теплообменного аппарата Q 22
2. Определение действительных конечных температур теплоносителей. 23
ГЛАВА 4. Графическая часть 24
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 25
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 26

1.Определение:
1.1. Теплофизических свойств горячего и холодного теплоносителей
Средняя температура холодного теплоносителя:
(1)
Определим (cpm (удельную массовую изобарную теплоемкость, Дж/(кг.К), λ (коэффициент теплопроводности, Вт/(м*К) , ρ (плотность, кг/м3), υ (кинематический коэффициент вязкости, м2/с), Pr (число Прандтля)), используя рис. П-1.2, П-1.3а, П-1.4, П-1.5, П-1.6 из методического материала [1].
Таблица 2. Теплофизические свойства холодного теплоносителя (нефти)

cpm, кДж/(кг.К)
ρ, кг/м3
λ, Вт/(м*К)
υ*106 , м2/с
Pr

2,075
840
0,121
4,5
65
Для нахождения Теплофизических свойств горячего теплоносителя нужно знать t1’’. Для ее нахождения воспользуемся уравнением теплового баланса.
(2)
(3),
где η- коэффициент тепловых потерь в окружающую среду, η=0,95…0,98
кДж
Пусть η=0,95, подбирая значения , с учетом, что определенному значению соответствуют определенные теплофизические свойства, получим такую , при которой тождество теплового баланса будет выполняться.
...

1.3.Определение средней разности температур между теплоносителями
Cредняя разность температур между теплоносителями рассчитывается по уравнению Грасгофа для противоточной схемы движения теплоносителей.
m =(6)
Θ1 = t1 - t2 =175-119=560С (7)
Θ2 = t1 - t2=101,6-13=88,60С (8)
m ==71,058оС
1.4. Определение оптимального диапазона площадей проходных сечений (f1,f2) и минимального индекса противоточности Pmin ТА
Критерием, определяющим выбор серии кожухотрубных теплообменников, являются диапазоны площадей проходных сечений трубного fтр и межтрубного fмтр пространства. Приемлемые диапазоны площадей проходных сечений трубного и межтрубного пространства находятся с использованием рекомендуемых диапазонов скоростей теплоносителей из соотношений:
(9) и (10),
где wmin и wmax – минимальная и максимальная рекомендуемые скорости потоков теплоносителей (табл. 4); ρ и G – плотность и массовый расход теплоносителя.
Таблица 4.
...

2. Предварительный выбор теплообменного аппарата по каталогу

Таблица 5. Конструктивные характеристики кожухотрубных тепплообменных аппаратов с неподвижными трубными решетками и температурным компенсатором на кожухе. (Из таблицы 2-4а из методического материала [1]).
Диаметр кожуха, мм
Наружный диаметр труб dн, мм
Число ходов по трубам nx
Площадь проходного сечения f·102,м2
Площадь поверхности теплообмена
F, м2
Длина труб
l, мм

Одного хода по трубам
В вырезе перего-родки
Между перего-родками

Внутренний-
1000

25
6
3,6
10,2
13
202
4000

3. Расчёт коэффициентов теплоотдачи от горячего теплоносителя к стенке α1 и от стенки к холодному теплоносителю α2.
...