Расчет водо-водяного теплообменника типа "труба в трубе"
Порядок расчета наименьшего и среднелогарифмического температурного водяного напора. Методика определения диаметра присоединительных патрубков для входа и выхода нагреваемой воды. Вычисление коэффициента теплопередачи и плотности теплового потока.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 18.10.2014 |
| Размер файла | 442,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru
Размещено на http://www.allbest.ru
1. Исходные данные
Таблица 1
|
1 |
Длина трубной секции |
l, м |
1,6 |
|
|
2 |
Диаметр внутренней трубы |
d2/d1, мм |
25/22 |
|
|
3 |
Толщина стенки внутренней трубы |
0,0015 |
||
|
4 |
Внутренний диаметр внешней трубы |
D, мм |
36 |
|
|
5 |
Расход греющей воды |
G1, кг/ч |
2100 |
|
|
6 |
Температура греющей воды на входе |
t/ж, 0С1 |
90 |
|
|
7 |
Расход нагреваемой воды |
G2, кг/ч |
3000 |
|
|
8 |
Температура нагреваемой воды на входе |
t/ж, 0С2 |
15 |
|
|
9 |
Температура нагреваемой воды на выходе |
t//ж, 0С2 |
45 |
|
|
10 |
Коэффициент теплопроводности стальных труб |
лс |
45 |
|
|
11 |
Теплоемкость воды |
cp, Дж/(кг/К) |
4190 |
|
|
12 |
Термическое сопротивление отложений |
?Rот , (м2*К)/Вт |
0,0002 |
2. Решение
Количество передаваемой теплоты:
Вт.
Температура греющей воды на выходе:
С.
Средняя температура греющей воды:
С.
Плотность греющей воды:
кг/м3.
Коэффициент кинематической вязкости греющей воды:
м2/с.
Коэффициент теплопроводности греющей воды:
Вт/(м К).
Число Прандтля по температуре греющей воды:
.
Средняя температура нагреваемой воды:
С
Плотность нагреваемой воды:
кг/м3.
Коэффициент кинематической вязкости нагреваемой воды:
м2/с.
Коэффициент теплопроводности нагреваемой воды:
Вт/(м К).
Число Прандтля по температуре нагреваемой воды:
Скорость движения греющей воды:
м/с.
Скорость движения нагреваемой воды:
м/с.
Число Рейнольдса для потока греющей воды:
Режим течения турбулентный.
Число Нуссельта:
Так как температура стенки неизвестна, то в первом приближении задаемся ее значением:
С.
Число Прандтля по температуре стенки:
Число Нуссельта со стороны греющей воды:
Коэффициент теплоотдачи от греющей воды к стенке трубы:
Вт/(м2 К).
Число Рейнольдса для потока нагреваемой воды:
где:
м.
т.е. режим течения турбулентный, Re>2300.
Принимаем в первом приближении температуру стенки со стороны, нагреваемой воды:
С.
Число Прандтля по температуре стенки:
.
Число Нуссельта со стороны нагреваемой воды:
Коэффициент теплоотдачи от стенки к нагреваемой воде:
Вт/(м2 К).
Коэффициент теплопередачи:
Вт/(м2 К).
температурный патрубок теплопередача
Наибольший температурный напор:
С.
Наименьший температурный напор:
С.
Среднелогарифмический температурный напор:
38,21С
Рис. 1. Графики изменения температур при противотоке
Отношение:
<1.5,
поэтому расчет можно вести по среднеарифметическому напору (в противном случае - по среднелогарифмическому).
Средний температурный напор:
С.
Плотность теплового потока:
Вт/м2.
Площадь поверхности нагрева:
м2.
Число секций для противотока:
Принимаем n = 9 (для противотока) и уточняем F:
м2.
Температура стенки трубы со стороны греющей воды:
C.
При этой температуре
Уточненное значение поправки:
Было принято:
< 0,05, поэтому второе приближение ненужно.
Температура стенки со стороны нагреваемой воды:
C.
При этой температуре .
Уточненное значение поправки:
Было принято:
< 0,05, поэтому второе приближение ненужно, в данном случае совпадение точное.
Принимаем F = 0,99 м2, n = 9.
Среднелогарифмический температурный напор:
20,49C
Плотность теплового потока:
Вт/м2.
Рис. 2 Графики изменения температур при прямотоке
Площадь поверхности нагрева:
м2.
Число секций:
принимаем n = 16 (для прямотока) и уточняем F:
м2.
Определим влияние отложений, приняв (м2*К)/Вт.
Тогда значение коэффициента теплопередачи с учетом отложений Kот будет равно:
Эффективность работы ТА уменьшится почти в 1,6 (3047/1893) раза.
Диаметр присоединительных патрубков для входа и выхода нагреваемой воды:
0,022 м = 22 мм
0,025 м = 25 мм
Список используемой литературы
1. Селин В.В., Филонов А.Г. Расчет водо-водяного теплообменника типа «труба в трубе», 2004, Калининград.
2. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача. М.: Энергия, 1969. 1975. С.486.
3. Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче. М.: Энергия, 1980, С.264.
4. Теплоэнергетика и теплотехника. Общие вопросы. Справочник. М.: Энергия, 1980. С.529.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Расчет средней температуры воды, среднелогарифмического температурного напора из уравнения теплового баланса. Определение площади проходного и внутреннего сечения трубок для воды. Расчет коэффициента теплопередачи кожухотрубного теплообменного аппарата.
курсовая работа [123,7 K], добавлен 21.12.2011Механизм процесса теплоотдачи при кипении воды. Зависимость теплового потока от температурного напора (кривая кипения). Описание устройства измерительного участка. Измерение теплового потока и температурного напора. Источники погрешностей эксперимента.
лабораторная работа [163,2 K], добавлен 01.12.2011Технологическая схема теплообменника "труба в трубе". Температурный режим аппарата и средняя разность температур. Расчёт коэффициента теплопередачи. Обоснование выбора материала и конструктивных размеров, гидравлический и конструктивный расчеты аппарата.
курсовая работа [151,3 K], добавлен 04.11.2015Определение внутреннего диаметра корпуса теплообменника. Температура насыщенного сухого водяного пара. График изменения температур теплоносителя вдоль поверхности нагрева. Вычисление площади поверхности теплообмена Fрасч из уравнения теплопередачи.
контрольная работа [165,6 K], добавлен 29.03.2011Особенности разработки схемы теплового контроля водяного котла утилизатора КУВ-35/150, способы организации процесса регулирования питания. Этапы расчета узла измерения расхода сетевой воды за котлом. Анализ функциональной схемы теплового контроля.
дипломная работа [1,8 M], добавлен 15.01.2013Технологическая схема работы подогревателей системы регенерации. Методы определения среднелогарифмического температурного напора. Расчет необходимого числа отверстий в единице струйной тарелки деаэратора и температуры воды на выходе из конденсатора.
курсовая работа [805,3 K], добавлен 07.05.2019Расчет тепловой нагрузки и теплового баланса аппарата. Определение температурного напора. Приближенная оценка коэффициентов теплоотдачи, теплопередачи и поверхности нагрева. Выбор кожухотрубчатого и пластинчатого теплообменника из стандартного ряда.
курсовая работа [668,6 K], добавлен 28.04.2015Потери теплоты в теплотрассах. Конвективная теплоотдача при поперечном обтекании цилиндра при течении жидкости в трубе. Коэффициент теплопередачи многослойной цилиндрической стенки. Расчет коэффициента теплопередачи. Определение толщины теплоизоляции.
курсовая работа [133,6 K], добавлен 06.11.2014Краткая характеристика турбоустановки. Схема движения теплообменивающихся сред. График изменения температур в теплообменнике. Графоаналитическое определение плотности теплового потока в зависимости от температурного напора. Расчет охладителя пара.
курсовая работа [181,6 K], добавлен 28.06.2011Расчет допустимого количества воды, сбрасываемой ГРЭС в пруд-охладитель. Подбор безразмерных соотношений для числа Шервуда Sh. Определение теплового потока на метр трубы. Постановка задачи теплообмена. Теплопроводность через цилиндрическую стенку.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 24.05.2015
