Курсовой проект - Проектирование секционного теплообменника - файл n2.xls

приобрести
Курсовой проект - Проектирование секционного теплообменника
скачать (1329 kb.)
Доступные файлы (4):
n1.docскачать
n2.xls65kb.25.05.2009 01:52скачать
n3.vsd
n4.vsd

n2.xls

Расчет водоводяного подогревателя сырой воды


















(горизонтальный секционный кожухотрубный)



ввод исходных данных в начале и по ходу работы































Интерполирование
Исходные данные



Гидравлический расчет



Расчет тепловой изоляции






20 200
Расход греющей воды G1 14,2353543569 кг/с
Радиус калача R 0,415 м
Температура стенки корпуса tст 90 С



90 y
Расход нагреваемой воды G2 22,22 кг/с
Длина перехода через соед. патрубки Lпатр 0,288 м
Температура окружающ. среды tокр. 16 С



100 195
Давление греющего ТН P1 0,6 Мпа
Длина хода воды в трубках L1 5,052 м
Температура наружного слоя изол tиз 35 С





Давление нагреваемого ТН P2 0,3 Мпа
Длина хода воды в калаче L3 1,3031

Средяя t изоляции tср 62,5 С



80 -5
Температура греющего ТН на входе t1' 110 С
Скорость воды в калаче w3 0,42 м/с
Коэффициент теплопроводности ?изол 0,06134825 Вт/(м*К)



10 x
Температура греющего ТН на выходе t1'' 70 С
Критерий Рейнольдса (калач) Re(к) 273128,834355828

Тепмература погран слоя tm 25,5






Температуранагреваемого ТН на входе t2' 5 С





Температурный перепад ?tm 19




x -0,625
Температуранагреваемого ТН на выходе t2'' 30 С





Коэффициент теплопровод. воздуха 0,0274 Вт/(м*К)



y 195,625
Теплопроводность материала трубок (латунь) ? 104,9 Вт/м*С
Расстояние между патрубками l2 2,5 м
Коэффициент кинемат вязк. воздуха v 0,00001672






Диаметр трубок наружный 16 мм
Длина хода воды в межтруб. пр-ве L2 5 м
Коэф. объемного расширения воздуха ? 0,0033484011






Диаметр трубок внутренний 14 мм
Коэффициент для латунных трубок ?1 0,1 мм
Число Прандтля Pr 0,7






Отношение диаметров dн/dв 1,1428571429

Коэффициент для стальных труб ?2 0,2 мм
Число Грасгогфа Gr 2232479826,02879 *dиз^3





Коэф. потерь в окр. среду ? 0,97

Коэффициент гидравл. трения 1 ?1 0,0330843674

Коэффициент теплоотдачи ?возд 4,292525255 Вт/(м^2*К)





Движение ТН-противоток



Коэффициент гидравл. трения 2 ?2 0,0358332809

Наружный диаметр изолируемой ст dcт 0,217






Толщина накипи 0,2 мм
Коэффициент гидравл. трения 3 (калач) ?3 0,0911952513

Правая часть уравнения
0,3813016372






Теплопроводность накипи 3,49 Вт/м*С
Коэф. МС при входе потока в трубки ?вх 1,5

Левая часть(установить значение)
0,3812943679











Коэф. МС при выходе потока из трубок ?вых 1,5

Диаметр изоляции(подбор параметра) dиз 0,288948618






Тепловой расчет



Коэф. МС при повороте потока в колене ?п 2,5

Толщина изоляции Sизол 0,035974309 м





Средняя t греющего ТН tср1 90 C
Суммарный коэф. МС для потока в трубках ??1 6











Средняя t нагреваемого ТН tср2 17,5 C
Отношение сеч. вх. и вых. патрубка fмт/fпатр 1











Плотность греющей воды ?1 965,4 кг/м^3
Суммарный коэф. МС для потока межтр. пр. ??2 12











Плотностьнагреаемой воды ?2 998,9 кг/м^3
Коэф. загрязнения труб Xст 1,51

Расчет веса и массы аппарата








Теплоемкость греющего ТН Сp1 4208 кДж/кг*С
Потери давления в подогревателе 1 ?p1 28628,3569019088 Па
Плотность стали pст 7850 кг/м^3





Теплоемкость нагреваемого ТН Сp2 4184 кДж/кг*С
Потери давления в подогревателе 2 ?p2 11013,92957459 Па
Плотность латуни pлат 8500 кг/м^3





Тепловая мощность подогревателя Q2 2324212 Вт
Потери давления в подогревателе 3(калач) ?p3 260,7813358604 Па
Плотность воды 1000 кг/м^3





Расход греющей воды G1 14,2353543569 кг/с
Расчет на прочность



Наружн диаметр ТА 0,217 м, r= 0,1085 м



Объемный расход греющей воды V1 0,0147455504 м^3/c
Номин. допустимое напряжение ?доп 202 Мпа
Внутр. диаметр ТА 0,212 м, r= 0,106 м



Объемный расход нагреваемой воды воды V2 0,0222444689 м^3/c
Коэф. прочности сварного шва ? 0,8

Радиус калача 0,198 м





Среднелогарифм. температурный напор ?tcp 72,2406371066 C
Коэффициент С 0,002 м
Кол-во трубок n 61






Скорость движения воды в трубках w1 1,5 м/c
Толщина стенки корпуса 0,0023920792 м
Длина трубок lтр 5,052 м





Площадь поперечного сечения трубок в секции f0 0,0098303669 м^2
Коэффициент для фланцевого соединения К 1

Длина стали обечайки l 5 м





Кол-во трубок n 64

Толщина трубной доски ?тд 0,0050575643 м
Длина конуса крышки h 0,15 м





Принимаем кол-во трубок по таб. 1-3 (Лебедев) n' 61

Отношение R/D (для расчета крышки) R/D 0,264926942

Меньший диаметр крышки r 0,125 м, r= 0,0625 м



Принимаем шаг трубок =1,4dн s 0,0224

Коэффициент формы крышки y 1,2

Площадь межтрубного пр-ва fмт 0,0227567104 м^2





Относительный диаметр трубной решетки D'/s 8

Угол крышки ? 30 град
Объем стали обечайки Vo 0,008419125 м^3





Диаметр трубной решетки D' 0,1792

Толщина стенки конической крышки (изгиб) ?кр(и) 0,0022352475 м
Объем стали трубок Vтр 0,0145149012 м^3





Кольцевой зазор k 0,008 м
Толщина стенки конической крышки (растяж) ?кр(р) 0,0015685754 м
Объем стали калача 0,0010468677 м^3





Внутренний диаметр корпуса D 0,2112 м
Окончательная толщина крышки ?кр 0,0022352475 м
Объем стали крышек Vкр 0,00059189 м^3 Вес G



Площадь поперечного сечения корпуса F1 0,0350152704 м^2
Толщина крышки и стенки корпуса примем
2,5 мм
Объем стали трубных досок Vтд 0,0014705562 м^3





Площадь занятая трубками f 0,01225856 м^2
Толщина цилиндр. части фланцевого соед. S1 7,5 мм
Масса стали обечайки Мo 66,09013125 кг 648,3441875625 МН



Площадь межтрубного пространства f1 0,0227567104 м^2
Толщина тарелки приварного фланца 0,0105468668 м
Масса стали трубок Мтр 113,94197442 кг 1117,7707690602 МН



Скорость воды в межтрубном пр-ве w2 0,9774905303 м/c
Доп. напряжение для болтов (сталь 25Х1МФ) 300 Мпа
Масса стали калача Мк 8,2179112802 кг 80,6177096583 МН



Коэффициент кинематической вязкости v1 0,000000326 м^2/c
Усилие от затяжки на 1 болт 0,004787824 Мпа
Масса стали крышек Мкр 4,6463365 кг 45,580561065 МН



Критерий Рейнольдса Rе1 64417,1779141104

Коэф. запаса прочности (= 5-8) 8

Масса стали трубных досок Мтд 11,54386617 кг 113,2453271277 МН



Режим турбулентный



Номин. диаметр болта 0,0127682653 м
Полная масса стали ?Мст 204,4402196202
2005,5585544737 МН



Действительная скорость воды в трубках w1' 1,5711057743 м/c
Множитель для опред. шага
7,5

Объем воды в обечайке Vво 0,113783552 м^3





Коэффициент А1 3100

Шаг расположения между болтами 0,0957619898 м
Объем воды в трубках Vвтр 0,0474153439 м^3





Коэффициент теплоотдачи a1 10449,6182894011 Вт/м^2*C
Ширина прокладки b0 7 мм
Объем воды в калаче Vвк 0,0219349282 м^3





Коэффициент кинематической вязкости v2 0,000001081 м^2/c
Толщина прокладки ?пр 3 мм
Объем воды в крышках Vвкр 0,0034174583 м^3





Эквивалентный диаметр dr 0,0244183288 м
Расстояние (паронитовая прокладка) u 6 мм
Масса воды в обечайке Мво 113,783552 кг 1116,21664512 МН



Критерий Рейнольдса Rе2 22080,1898304873

Наружный диаметр прокладки Dнп 0,2282 м
Масса воды в трубках Мтр 47,41534392 кг 465,1445238552 МН



Режим турбулентный



Диаметр усл. окружн. располож. болтов 0,2509682653 м
Масса воды в калаче Мвк 21,9349281888 кг 215,1816455321 МН



Коэффициент А2 2000

Кол-во болтов 8,229155998

Масса воды в крышках Мвкр 3,41745825 кг 33,5252654325 МН



Коэффициент теплоотдачи a2 4126,4525452548 Вт/м^2*C
Расчет термических напряжений



Полная масса воды ?Мвод 186,5512823588 кг 1830,0680799398 МН



Коэффициент теплопередачи k 2413,0776273622 Вт/м^2*C
Модуль упругости стали Екорп 202000 Мпа
Полная масса ТА ?Мта 390,991501979 кг 4219,1892978549 МН



Поверхность нагрева подогревателя F 13,3328464811 м^2
Модуль упругости латуни Етр 115000 Мпа










Длина трубок L 4,6405786367 м
Коэф. линейного расширения корпуса ?корп 0,0000116 1/C










Кол-во секций Z 2

Коэф. линейного расширения трубок ?тр 0,000019 1/C










Активная длина трубок в каждой секции l 2,3202893184 м
Разность температур (для трубок) ?tтр 72,5 С










Округляем длину трубок l1 2,5 м
Температура окруж. среды tср 16 С










Уточненная поверхность нагрева F' 14,3655 м^2
Разность температур (для корпуса) ?tкорп 1,5 С










Площадь поперечного сеч. штуцера 1 f1ш 0,0098303669

Площадь попер. сечения корпуса ТА Fкорп. 0,001677545 м^2










Площадь поперечного сеч. штуцера 2 f2ш 0,0227567104

Площадь попер. сечения трубок ТА Fтр 0,0028731 м^2










Диаметр штуцера 1 d1ш 0,1119051403

Сила возд. между корпусом и трубками Pt 0,2275323909 Мпа










Диаметр штуцера 2 d2ш 0,1702628556

Осевая сила растягив. корпус и трубки Qос 0,1828905811 МН















Напряжения для корпуса ?корп 190,8343907321 Мпа















Напряжения для трубок ?тр 110,6199174863 Мпа



































Устанавливаем линзовый компенсатор, 0,3 м















Ширина секции L 0,14 м















Ширина линзы L1 0,07 м















Толщина стенки S 0,0025 м












Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации