Міністерство освіти і науки України
ХНАМГ
Кафедра: «Експлуатації газових і теплових систем»
Курсова робота
ТЕМА: «Розрахунок рекуперативного теплообмінника»
Виконав: студент гр. ТВ2003-4
Шепотько О.М.
Перевірив: Ромашко О.В.
Харків 2005
ЗАВДАННЯ
Провести конструкторський розрахунок рекуперативного теплообмінника і вибрати типорозмір стандартної моделі біметалічного воздухонагревателя типу КСК при наступних вихідних даних:
Гріюча середовище - гаряча вода;
Початкова температура - t '1 = 100;
Кінцева температура - t 1''= 56;
Нагрівається середовище - повітря;
Початкова температура - t 2 '= 12;
Кінцева температура - t 2''= 21;
Витрата - L = 7000 м 3 / год.
РІШЕННЯ
Розрахункова схема:
1)
Вода: ρ 1 = 973 кг / м 3
З 1 = 4,19 3 кДж / кг
Повітря: ρ 2 = 1,2 7 кг / м 3
З 2 = 1,005 кДж / кг
Визначаємо масова витрата повітря, що нагрівається:
Визначаємо теплопродуктивність повітропідігрівника:
З рівняння теплового балансу визначаємо витрату гріючого теплоносія:
Визначаємо водяні еквіваленти теплоносіїв:
Визначаємо среднелогарефміческій температурний напір.
Визначаємо визначають температури теплоносія і знаходимо відповідні їм значення теплофізичних характеристик.
Для теплоносія з великим водяним еквівалентом визначальна температура береться як середнє арифметичне. При W 2> W 1
При t 2 опр. Λ 2 = 2, 48 * 10 -2 Вт / м 0 С, ν 2 = 13,72 * 10 -6 м 2 / с, Рr 2ж = 0,706.
Для теплоносія з меншим водяним еквівалентом W 1 <W 2.
При t 1 опр. Λ 1 = 0,664 Вт / м 0 С, ν 1 = 0, 339 × 10 -6 м 2 / с, Рr 1ж = 2,4 7
Визначаємо температуру стінки як середню визначальну температур теплоносіїв.
Визначаємо Рr 1ст. = 6,38 Рr 2ст. = 0,700
Вибираємо типорозміри повітронагрівача. Рекомендована масова швидкість руху повітря в живому перетині воздухонагревателя становить 6-8 кг / см 2.
Визначаємо необхідну фронтальне розтин.
Приймаються найближчу модель КСк3-10 в меншу сторону.
F фр = 0,189 * 2 = 0,378
F тоб = 18,41 * 2 = 36,82
f = 0,00085
Визначаємо коефіцієнт тепловіддачі усередині теплообмінних трубок d = 0,018 м.
10) Визначаємо коефіцієнт тепловіддачі для зовнішньої поверхні теплообмінних трубок (від стіни до повітря).
Визначаємо коефіцієнт тепловіддачі третього ряду шахового трубного пучка при обтіканні повітря.
11) Визначити коефіцієнт теплопередачі теплообмінних трубок повітронагрівача.
d 1 = 0,018 м;
d 2 = 0,021 м;
d 3 = 0,025 м;
λ ст. = 45Вт / м 0 С;
λ 1А = 210 Вт / м 0 С.
Коефіцієнт оребрення на 1 погонний метр становить F = 1,058 м 2 / пм.
12) Визначити потрібну поверхню теплообміну:
13) Перевірочний теплорасчет прийнятого теплообмінника по теплопродуктивності.
Q повер. ≥ Q 93,836> 81,91
Визначаємо кінцеві температури теплоносія.
У принципі, наше основне завдання визначити оптимальні умови р о ти теплообмінника, які задовольняти завдання. Оскільки за даними свого розрахунку я не зміг чітко підібрати теплообмінник, міняю еквівалентну швидкість теплоносія, перетворивши формули пункту 13
;
W 1 = 81,91 * 51,232 * 41,864 * 2,48 / (2 * 51,232 * 41,864 * 2,48 (100 - 56) -2000 * 81,91 * 2,48 - 81,91 * 51,232 * 41,864 = 1 , 23