Курсовая работа - Расчет кожухотрубчатого теплообменника - файл n1.doc

Курсовая работа - Расчет кожухотрубчатого теплообменника
скачать (76.1 kb.)
Доступные файлы (2):
n1.doc312kb.09.07.2007 18:26скачать
n2.doc58kb.18.12.2011 02:18скачать

n1.doc





1 Тепловой расчет
1.1 Температурные условия нагревания

По давлению насыщенного пара 0,3 МПа определяем температуру его насыщения ts = 127,43°C. Тогда разности температур в начале ?tб, °C и в конце ?tм, °C нагревания определяем по формулам (1.1) и (1.2):



;
.
Среднюю разность температур определяем по формуле (1.3):

;
Среднюю температуру нагреваемого раствора определяем по формуле (1.4):




1.2 Физические параметры нагреваемого раствора
При средней температуре горячего теплоносителя определяем физические параметры раствора (яблочный сок):

- кинематическая вязкость = 7960 ∙ 10-6, м2 ;

- плотность ? = 1546, кг/м3;

- теплопроводность ? = 0,33 Вт/(м∙К);

- удельная теплоемкость с = 2850, Дж/(кг∙К);

Рассчитываем критерий Прандтля:



1.3 Тепловая нагрузка и расход пара

Тепловую нагрузку Q, Вт с учетом тепловых потерь, при х=1,02, определяем по формуле (1.6):


Вт
Расход пара определяем по формуле (1.6):


кг/с=129,34кг/час;
1.4 Расчет коэффициента теплопередачи
Среднюю температуру пленки конденсата определяем по формуле (1.8):

Задаемся перепадом температур на пленке конденсата =7оС, тогда температура стенки :


;
Для этой температуры находим характеристики пленки конденсата :
Физические параметры водного раствора при температуре пленки конденсата:

- плотность ?1= 943, кг/м3;

- теплопроводность ?1= 0,685, Вт/(м∙К);

- динамическая вязкость ?1= 238 ∙ 10-6, Па∙с.

Перепад температур на пленке конденсата находим по формуле (1.9):

С,
Коэффициент теплоотдачи от конденсирующегося пара к стенке определяем по формуле (1.10):


где - ?1 - плотность;

?1- теплопроводность;

?1= динамическая вязкость.
Вт/м2К,
Определяем значение критерия Рейнольдса Re по формуле (1.11):

,
При Re>104 критерий Нуссельта Nu определяем из критериального уравнения (1.12):

;

Коэффициент теплоотдачи от стенки к раствору вычисляем по формуле (1.13):
,
;
Коэффициент теплопередачи К вычисляем по формуле (1.14):
,
Находим суммарное термическое сопротивление поверхности теплопередачи и загрязнений по формуле (1.15):
,



rз1=

rз2=
;
,
Температуру поверхности теплопередачи со стороны горячего теплоносителя находим по формуле (1.16):
,
С,

Уточняем правильность расчета по формуле (1.17):
,


Так как ? < 5%, расчет выполнен верно.


    1. Определение поверхности нагрева



Поверхность нагрева подогревателя F, м2, определяем из формулы (1.18):

,

м2,

2. Элементы конструктивного расчета подогревателя
2.1 Расчет проточной части трубного пространства


Определяем площадь сечения трубок одного ходапо формуле (2.1):
,
,
Количество трубок одного хода находим из формулы (2.2):

,


Определяем расчетную длину пучка трубок во всех ходах из формулы (2.3):
,
м;
,
Число ходов в трубном пространстве находим из формулы (2.4):


Общее число трубок, размещаемое на трубной решетке, n найдем из формулы (2.5):
,
.

2.2 Размещение трубок на трубной решетке


Зависимость между общим числом трубок , числом трубок по диагонали и числом трубок на стороне шестиугольника определяется соотношением, выраженным в формуле (2.6):

Из формулы (2.6) найдем количество трубок, расположенных на стороне наибольшего шестиугольника, :

.
Количество трубок по диагонали наибольшего шестиугольника найдем из формулы (2.7):


Шаг размещения трубок S, мм, находим из формулы (2.8):

м
Диаметр окружности , на котором размещаются крайние трубки, определяем по формуле (2.9):


м,
Внутренний диаметр корпуса найдем из формулы (2.10):

м,
Диаметр корпуса определяем по формуле (2.11):
,
м,
Диаметр патрубка для подачи воды определяем из формулы (2.12):
,

м,

Диаметр патрубка для подачи пара определяем из формулы (2.13):


м.

3 Гидравлический расчет подогревателя


Основной задачей расчета является определение гидравлического сопротивления проточной трубной части аппарата. Потери давления в рабочей среде р (Па) , при прохождении ее через аппарат определяются суммой сопротивлений и местных сопротивлений .

(3.1)
Относительная шероховатость трубы найдем из формулы (3.2):

К=0,1 – для стальных новых труб,

,
Потери давления на трение определяется по формуле (3.3):
, (3.3)
где - скорость сока в канале, м/с;

l – длина канала, l=2,3м;

dвн – внутренний диаметр канала, dвн=0,023 м;

- коэффициент сопротивления трению.

Коэффициент сопротивления трениюпри турбулентном режиме определяем из формулы (3.4) / 3 /:
(3.4)


,


Потери давления в рабочей среде при прохождении ее через аппарат определяем по формуле (3.5) /3/:

(3.5)


Па.

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