Расчет теплообменного аппарата

Примерное содержание курсовой работы по курсу
«Гидравлика и теплотехника»
1. Общие сведения о теплообменных аппаратах, их принципиальные схемы, назначение, область применения.
2. Принцип действия, схемы, конструкция, назначение, область применения теплообменных аппаратов, указанных в задании.
3. Общие принципы и теория расчетов (аэрогазодинамических и тепловых) аппарата.
4. Расчеты двух-трех вариантов конструкции аппарата.
5. Гидравлический расчет подводящих сетей (доп. задание преподавателя).
6. Обоснование и выбор оборудования для перемещения взаимодействующих в аппарате флюидов (насоса, вентилятора, воздуходувки и т.д.).
7. Выводы.
8. Библиография.

1. Определяем неизвестные температуры водяного пара:
Температура насыщения греющего водяного пара (при 0,6 МПа):
ts ≈ 159 ºC.
Энтальпия греющего пара (при ts = 159 ºC):
i1 = 2756 кДж/кг.

2. Определим теплофизические свойства теплоносителей по средним температурам:
- Для горячего теплоносителя «Водяной пар»:
1) t1 = 159 ºС;
2) c1 = 2525 Дж / (кг ∙ ºС);
3) ρ1 = 3,16 кг / м3;
4) μ1 = 0,000014 Па∙с;
5) λ1 = 0,68 Вт / (м ∙ К).

- Для холодного теплоносителя «коррозионно-активная жидкость»:
1) t2 = (25 + 90) / 2 = 57 ºС;
2) c2 = 3710 Дж / (кг ∙ ºС);
3) ρ2 = 940 кг / м3;
4) μ2 = 0,000515 Па∙с;
5) λ2 = 0,0465 Вт / (м ∙ К).

3. Определение количества передаваемого тепла и расхода пара
Уравнение теплового баланса имеет вид:
Q=〖-G〗_1∙〖∆h〗_1=G_2∙〖∆h〗_2,
где Q - количество передаваемого тепла, Вт;
G_1,G_2 – расходы, соответственно греющего и нагреваемого теплоносителей, кг/с;
〖∆h〗_1,〖∆h〗_2 - изменение энтальпии соответствующих теплоносителей, Дж/кг;
При отсутствии изменения агрегатного состояния:
〖∆h〗_2=c_2∙(t_2к-t_2н ).

Расход теплоты на нагревание коррозионно-активной жидкости:
Q=G_2∙c_2∙(t_2к-t_2н )=2,5∙3710∙70=649250 Вт.

Расход сухого греющего пара:
G_1=Q/r=649250/(2085∙〖10〗^3 )=0,31 кг/с,
где r – удельная теплота конденсации водяного пара, Дж/кг при температуре 159 ºС.

1.1 Исходные данные
Подобрать два- три варианта конструкции нормализованных пластинчатых теплообменников для подогрева коррозионно-активной жидкости с расходом G2 = 2,5 кг/с от t2н = 298 °К (25 °С) до t2к = 363 °К (90 °С). Выполнить их тепловые и гидравлические расчеты и на основе сопоставления результатов выбрать вариант, наиболее соответствующий поставленной технологической задаче. При средней температуре t1 = 57 °С эта жидкость имеет следующие физические характеристики: ρ2 = 940 кг/м3; λ2 = 0,0465 Вт/м∙°K; μ2 = 0,000515 Па∙с; с2 = 3710 Дж/кг∙°K; Pr = 4,5. Для подогрева использовать насыщенный водяной пар под давлением Рабс = 0,6 МПа.
Принимаем:
- в дальнейшем для обозначения водяного пара принимается индекс «1», а для обозначения коррозионно-активной жидкости – индекс «2».