Московський Державний технічний університет
ім. Н. Е. Баумана
Калузький філія
Розрахунково-пояснювальна записка
по курсовому проекту
«Розрахунок теплообмінного апарату»
Калуга 2008
Зміст:
КНІРС
Вихідні дані
Тепловий розрахунок підігрівача
Міцнісний розрахунок деталей підігрівача
Короткий опис роботи підігрівача
Список використаної літератури
Курсова науково-дослідна робота студентів
Необхідно аналітично дослідити вплив зміни величини тиску пари на:
1. Температуру насичення пари.
2. Середній коефіцієнт тепловіддачі.
3. Поверхня теплообміну.
Змінюємо тиск пари від 2,25 МПа до 3,5 МПа через 0,25 МПа.
Вихідні дані:
1. Тиск пари Pп, МПа 3
2. Температура пари tп, º C 233,34
3. Витрата живильної води Gв, кг / с 41,67
4. Температура води на вході t'в, º C 155
5. Температура води на виході t "в, º C 200
6. Тиск води на вході Pв, МПа 22
7. Швидкість пари на вході ωп, м / з 20
8. Матеріал трубок Х18Н10Т
9. Діаметр трубок dн / dв, мм 30/25
10. Коефіцієнт тепловіддачі матеріалу трубок λст, Вт / М ∙ К 16,3
11.Толщіна відкладень hотл, м 0
12. Тип трубок U-образні
13. Тип перегородок сегментні
14. Крок трикутної розбивки трубок t, мм 40
15. Гідравлічний опір по воді ΔPв, КПа 20
Розрахунок:
1. Середній температурний напір:
2.Средняя температура живильної води:
Приймаються
3.Тепловая навантаження:
4. Витрата пари, що гріє:
5.Число трубок:
6. Коефіцієнт наповнення трубного пучка:
7. Діаметр трубного пучка:
8. Ширина проходу трубного пучка при набіганні парового потоку:
9. Коефіцієнт звуження фронтального перерізу:
10.Площадь прохідного перерізу для пари:
11.Висота парового відсіку:
12.Средняя довжина трубки між перегородками:
13.Чісло Прандтля води:
14.Чісло Рейнольдса води:
15. Коефіцієнт тепловіддачі до води:
16.Температурний напір між парою і зовнішньою стінкою трубки:
17. Середня температура конденсатної плівки:
18. Коефіцієнт тепловіддачі від нерухомого пари при ламінарному перебігу конденсатної плівки:
19. Число Рейнольдса конденсатної плівки:
20. Коефіцієнт, що враховує хвильову течію конденсаційної плівки:
21. Величина
Звідси випливає, що протягом конденсату ламінарний;
22. Коефіцієнт тепловіддачі при конденсації нерухомого пара:
23. Середня швидкість пара:
24. Швидкісний коефіцієнт:
25. Коефіцієнт тепловіддачі при конденсації рухається пара:
26. Сумарне термічний опір стінки трубки, відкладень і води:
27. Коефіцієнт теплопередачі:
28. Питомий тепловий потік:
29. Температурний напір між парою і зовнішньою стінкою трубки:
30. Поверхня теплообміну:
31. Довжина трубок:
32. Геометрична характеристика трубного пучка:
33. Число відсіків по парі:
33.Коеффіціент опору тертя по воді:
34. Гідравлічний опір по воді:
Для того, щоб почати креслити ПВД необхідно провести розрахунки на міцність, а також деякі конструктивні розміри.
Розрахунок на міцність деталей конструкції ПВД:
1. Товщина стінок парової камери:
2. Товщина трубної дошки:
3. Розміри і кількість болтів для фланцевих з'єднань:
Короткий опис ПВД
На малюнку представлена конструкція підігрівача високого тиску. Підігрівалася вода, що подається з деаератора, надходить у вхідний патрубок 1, через нього потрапляє у водяну камеру 2, розділену на 3 частини перегородками. Далі через отвори в трубній дошці, виконаної за одне з водяною камерою, що підігрівається вода надходить у трубний пучок U-подібної форми 3, що омивається гріючою парою. Завдяки сегментним перегородок 4 пар, що подається з відбору від ступені турбіни, здійснює поздовжньо - поперечний обтікання трубного пучка, що покращує підігрів води, конденсуючись на стінках трубок. Пройшовши 1 хід трубного пучка, підігріта вода знову потрапляє у водяну камеру, потім в наступний хід і так по всіх ходах, а потім через вихідний патрубок 8 до парогенератору. Сконденсировавшейся гріючий пар накопичується в конденсатозбірнику 5, розташованим в нижній частині підігрівача, і видаляється через отвір у днище. Далі конденсат подається в деаератор. Контроль рівня конденсату в подогревателе проводиться за допомогою водовказівного приладу, для аварійного відключення підігрівача у разі перевищення допустимого рівня конденсату виробляється зрівняльним посудиною 6.
Конденсат видаляється з конденсатозбірника через патрубок 7. Транспортується підігрівач за допомогою вушок 9, кріплення на місці установки здійснюється за допомогою наполегливих лап 10.Деталі підігрівача виготовлені з нержавіючої сталі.
Висновок
На основі представлених вище розрахунків і побудованих графіків, можна зробити наступні висновки про вплив зміни величини тиску пари на:
1. Температуру насичення пари.
2. Середній коефіцієнт тепловіддачі.
3. Поверхня теплообміну.
А саме:
1. Зі збільшенням тиску пари температура насичення збільшується практично лінійно.
2. Зі збільшенням тиску пари зміна величини поверхні теплообміну відбувається приблизно за експоненціальним законом.
Головний висновок: зі збільшенням тиску пари зростає величина значення середнього коефіцієнта теплопередачі, таким чином - ефективність ПВД зростає із збільшенням тиску пари.
Список використаної літератури:
1. С.Л. Рівкін, А.А. Александров Теплофізичні властивості води і водяної пари. М.: Енергія, 1984 р.
2. А.М. Бакластов Проектування, монтаж і експлуатація тепловикористовувальних установок. М.: Енергія, 1970 р.
3. Методична розробка по курсовому проектуванню теплообмінних апаратів.
ім. Н. Е. Баумана
Калузький філія
Розрахунково-пояснювальна записка
по курсовому проекту
«Розрахунок теплообмінного апарату»
Калуга 2008
Зміст:
КНІРС
Вихідні дані
Тепловий розрахунок підігрівача
Міцнісний розрахунок деталей підігрівача
Короткий опис роботи підігрівача
Список використаної літератури
Курсова науково-дослідна робота студентів
Необхідно аналітично дослідити вплив зміни величини тиску пари на:
1. Температуру насичення пари.
2. Середній коефіцієнт тепловіддачі.
3. Поверхня теплообміну.
Змінюємо тиск пари від 2,25 МПа до 3,5 МПа через 0,25 МПа.
Вихідні дані:
1. Тиск пари Pп, МПа 3
2. Температура пари tп, º C 233,34
3. Витрата живильної води Gв, кг / с 41,67
4. Температура води на вході t'в, º C 155
5. Температура води на виході t "в, º C 200
6. Тиск води на вході Pв, МПа 22
7. Швидкість пари на вході ωп, м / з 20
8. Матеріал трубок Х18Н10Т
9. Діаметр трубок dн / dв, мм 30/25
10. Коефіцієнт тепловіддачі матеріалу трубок λст, Вт / М ∙ К 16,3
11.Толщіна відкладень hотл, м 0
12. Тип трубок U-образні
13. Тип перегородок сегментні
14. Крок трикутної розбивки трубок t, мм 40
15. Гідравлічний опір по воді ΔPв, КПа 20
Розрахунок:
1. Середній температурний напір:
2.Средняя температура живильної води:
Приймаються
3.Тепловая навантаження:
4. Витрата пари, що гріє:
5.Число трубок:
6. Коефіцієнт наповнення трубного пучка:
7. Діаметр трубного пучка:
8. Ширина проходу трубного пучка при набіганні парового потоку:
9. Коефіцієнт звуження фронтального перерізу:
10.Площадь прохідного перерізу для пари:
11.Висота парового відсіку:
12.Средняя довжина трубки між перегородками:
13.Чісло Прандтля води:
14.Чісло Рейнольдса води:
15. Коефіцієнт тепловіддачі до води:
16.Температурний напір між парою і зовнішньою стінкою трубки:
17. Середня температура конденсатної плівки:
18. Коефіцієнт тепловіддачі від нерухомого пари при ламінарному перебігу конденсатної плівки:
19. Число Рейнольдса конденсатної плівки:
20. Коефіцієнт, що враховує хвильову течію конденсаційної плівки:
21. Величина
Звідси випливає, що протягом конденсату ламінарний;
22. Коефіцієнт тепловіддачі при конденсації нерухомого пара:
23. Середня швидкість пара:
24. Швидкісний коефіцієнт:
25. Коефіцієнт тепловіддачі при конденсації рухається пара:
26. Сумарне термічний опір стінки трубки, відкладень і води:
27. Коефіцієнт теплопередачі:
28. Питомий тепловий потік:
29. Температурний напір між парою і зовнішньою стінкою трубки:
30. Поверхня теплообміну:
31. Довжина трубок:
32. Геометрична характеристика трубного пучка:
33. Число відсіків по парі:
33.Коеффіціент опору тертя по воді:
34. Гідравлічний опір по воді:
Для того, щоб почати креслити ПВД необхідно провести розрахунки на міцність, а також деякі конструктивні розміри.
Розрахунок на міцність деталей конструкції ПВД:
1. Товщина стінок парової камери:
2. Товщина трубної дошки:
3. Розміри і кількість болтів для фланцевих з'єднань:
Короткий опис ПВД
На малюнку представлена конструкція підігрівача високого тиску. Підігрівалася вода, що подається з деаератора, надходить у вхідний патрубок 1, через нього потрапляє у водяну камеру 2, розділену на 3 частини перегородками. Далі через отвори в трубній дошці, виконаної за одне з водяною камерою, що підігрівається вода надходить у трубний пучок U-подібної форми 3, що омивається гріючою парою. Завдяки сегментним перегородок 4 пар, що подається з відбору від ступені турбіни, здійснює поздовжньо - поперечний обтікання трубного пучка, що покращує підігрів води, конденсуючись на стінках трубок. Пройшовши 1 хід трубного пучка, підігріта вода знову потрапляє у водяну камеру, потім в наступний хід і так по всіх ходах, а потім через вихідний патрубок 8 до парогенератору. Сконденсировавшейся гріючий пар накопичується в конденсатозбірнику 5, розташованим в нижній частині підігрівача, і видаляється через отвір у днище. Далі конденсат подається в деаератор. Контроль рівня конденсату в подогревателе проводиться за допомогою водовказівного приладу, для аварійного відключення підігрівача у разі перевищення допустимого рівня конденсату виробляється зрівняльним посудиною 6.
Конденсат видаляється з конденсатозбірника через патрубок 7. Транспортується підігрівач за допомогою вушок 9, кріплення на місці установки здійснюється за допомогою наполегливих лап 10.Деталі підігрівача виготовлені з нержавіючої сталі.
Висновок
На основі представлених вище розрахунків і побудованих графіків, можна зробити наступні висновки про вплив зміни величини тиску пари на:
1. Температуру насичення пари.
2. Середній коефіцієнт тепловіддачі.
3. Поверхня теплообміну.
А саме:
1. Зі збільшенням тиску пари температура насичення збільшується практично лінійно.
2. Зі збільшенням тиску пари зміна величини поверхні теплообміну відбувається приблизно за експоненціальним законом.
Головний висновок: зі збільшенням тиску пари зростає величина значення середнього коефіцієнта теплопередачі, таким чином - ефективність ПВД зростає із збільшенням тиску пари.
Список використаної літератури:
1. С.Л. Рівкін, А.А. Александров Теплофізичні властивості води і водяної пари. М.: Енергія, 1984 р.
2. А.М. Бакластов Проектування, монтаж і експлуатація тепловикористовувальних установок. М.: Енергія, 1970 р.
3. Методична розробка по курсовому проектуванню теплообмінних апаратів.