Определение поверхности теплообмена.
Расчетно – графическая работа. Вариант №8. Расчет теплообменного аппарата «труба в трубе». Задание: Определить поверхность нагрева и число секций теплообменника типа «труба в трубе». Нагреваемая жидкость (вода) движется по внутренней стальной трубе ( ) диаметром и имеет температуры: на входе , на выходе Расход нагреваемой жидкости Тепло к нагреваемой жидкости передается от конденсирующегося в кольцевом канале между трубами пара. Температура конденсации Расположение теплообменника – горизонтальное, длина одной секции К пояснительной записке приложить эскизный чертеж теплообменника. Размеры наружной трубы выбрать конструктивно. Расчет. Тепловой расчет теплообменных аппаратов основан на совместном решении уравнения теплового баланса и уравнения теплопередачи. Из первого уравнения можно найти количество тепла, расходуемого на тепловой процесс, а также расходы теплоносителей. Второе уравнение позволяет определить поверхность теплообмена, необходимую для проведения теплового процесса. Определение количества передаваемого тепла и расхода пара. Уравнение теплового баланса имеет вид: (1.1) где – - количество передаваемого тепла, Вт - расходы, соответственно греющего и нагреваемого теплоносителей, кг/с. - изменение энтальпии соответствующих теплоносителей, Дж/кг При отсутствии изменения агрегатного состояния (1.2) где – средняя удельная теплоемкость жидкого теплоносителя в интервале температур от до , и – начальная и конечная температуры теплоносителя, С учетом (1.2) уравнение (1.1) примет вид (1.3) Тогда расход греющего пара определиться как (1.4) - соответственно, энтальпии греющего пара и конденсата, .
Определение поверхности теплообмена. Необходимая для теплового процесса поверхность теплообмена определяется из уравнения (1.5) где К – коэффициент теплопередачи, - средний температурный напор, F – поверхность теплообмена, Из (1.5) имеем: (1.6) Характер зависимости для расчета определяется направлениями возможного движения теплоносителей, в рассматриваемой задаче: (1.7) где
При расчете теплообменных аппаратов с тонкостенными трубами ( ) можно пользоваться формулой для коэффициента теплопередачи через плоскую стенку (1.10) который и заложен в уравнениях (1.5) и (1.6) - толщина стенки трубы, - коэффициент теплопроводности материала трубы. Коэффициент теплоотдачи от конденсирующегося пара к стенке может быть определен по формуле: (1.11) где - приведенный критерий Рейнольдса – вычисляется по критериальной зависимости (4.15) [2]; - температура стенки со стороны пара – в первом приближении В – комплекс, значение которого приведены в табл.4.13 [2]. При
Коэффициент теплоотдачи от стенки к движущейся жидкости рассчитывается по формуле: (1.12) где - вычисляется по критериальным зависимостям (4.6 – 4.9) [2] в зависимости от значения - коэффициент теплопроводности жидкого теплоносителя, В критериальных зависимостях и определяется при температуре
а - при температуре
где перепад температур в стенке (1.13) Критерий Рейнольдса для воды: где - кинематическая вязкость воды
По найденным величинам и рассчитывается коэффициент теплопередачи К. Затем проверяется принятое значение . Если принятая и рассчитанная по соотношению (1.14) величины отличаются более чем на 5%, задаемся новым значением и повторяем расчет.
Величины отличаются более чем на 5%, поэтому задаемся новой температурой стенки Рассчитанные аналогично по выше приведенным формулам величины:
Ошибка менее 5%. Рассчитав далее поверхность теплообмена по (1.6), определяем число секций по формуле: , где - поверхность теплообмена одной секции. где - диаметр (наружный) паровой трубы (принимаем конструктивно)
Популярное: Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (214)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |