Помощь студентам дистанционного обучения: тесты, экзамены, сессия
Помощь с обучением
Оставляй заявку - сессия под ключ, тесты, практика, ВКР
Заявка на расчет

Расчет мощности системы отопления и вентиляции

Автор статьи
Валерия
Валерия
Наши авторы
Эксперт по сдаче вступительных испытаний в ВУЗах
Введение……………………………………………………………………..……3 1.Теоретическая часть. Расчет мощности системы отопления и вентиляции………………………………………………………………………..5 2. Расчет рекуперативного теплообменного аппарата………………………..17 Заключение………………………………………………………………………28 Список использованной литературы………………………………………….29 Приложение 1. Продольный разрез рекуперативного теплообменника……31 Приложение 2. Поперечный разрез рекуперативного теплообменника……32

Введение

Кожухотрубчатый теплообменник является наиболее распространенным аппаратом вследствие компактного размещения большой теплопередающей поверхности в единице объема аппарата. Поверхность теплообмена в нем образуется пучком параллельно расположенных трубок концы которых закреплены в двух трубных досках (решетках). Трубки заключены в цилиндрический кожух, приваренный к трубным доскам или соединенный с ними фланцами. К трубным решеткам крепятся на болтах распределительные головки (днища), что позволяет легко снять их и произвести чистку трубок или в случае необходимости заменить новыми. Для подачи и отвода сред в аппарате имеются штуцера. В целях предупреждения смешения сред трубки закрепляются в решетках чаще всего развальцовкой, сваркой или реже для предупреждения термических напряжений с помощью сальников. Преимущества проведения процессов теплообмена по принципу противотока, что обычно и выполняется в кожухотрубчатых теплообменных аппаратах. При этом охлаждаемую среду можно направить сверху вниз, а нагреваемую на встречу ей, или наоборот. Выбор, какую среду направить в межтрубное пространство и какую внутрь трубок, решается сопоставлением ряда условий: — среду с наименьшим значением следует направлять в трубки для увеличения скорости ее движения, а следовательно, и для увеличения ее коэффициента теплоотдачи; — внутреннюю поверхность трубок легче чистить от загрязнений, поэтому теплоноситель, который может загрязнять теплопередающую поверхность, следует направлять в трубки; — среду под высоким давлением целесообразно направлять в трубки, опасность разрыва которых меньше по сравнению с кожухом; — среду с очень высокой или наоборот с низкой температурой лучше подавать в трубки для уменьшения потерь тепла в окружающую среду. Работу кожухотрубчатых теплообменников можно интенсифицировать, применяя трубы малого диаметра. Необходимо иметь в виду, что при уменьшении диаметра труб увеличивается гидравлическое сопротивление теплообменника. Наиболее простой путь обеспечения высоких скоростей состоит в устройстве многоходовых теплообменников. Число ходов в трубном пространстве может доходить до 8 — 12. При этом часто не удается сохранить принцип противотока. Наличие смешанного тока буден несколько снижать движущую силу процесса теплопередачи, что соответственно снизит эффективность работы. С помощью перегородок увеличивается скорость движения той среды, у которой меньше значение коэффициента теплоотдачи. Следует иметь в виду, что в длинных, особенно в многоходовых теплообменниках уменьшается смешение поступающей среды со всем ее количеством, находящемся в аппарате, и этим предупреждается возможное дополнительное уменьшение средней разности температур. В кожухотрубчатых теплообменниках при большой разности температур между средами возникают значительные термические напряжения, особенно в момент пуска или остановки аппарата, вызванные различным удлинением трубок и кожуха под воздействием различных температур. Во избежание возникновения таких напряжений используются следующие меры: 1. Установка в корпусе аппарата линзового компрессора. 2. Установка в теплообменнике только одной трубной решетки, в которой закреплены трубки U — образной формы. 3. Устройство теплообменников с «плавающей головкой». 4. Закрепление трубок в одной из трубных решеток с помощью сальников. 5. Сальниковое соединение трубной решетки с кожухом.

1.Использование вторичных ресурсов промышленных предприятий для теплонабжения

Наиболее распространенным оборудованием для утилизации тепловой энергии горячих газов являются котлы-утилизаторы. Котлы-утилизаторы являются утилизационными установками, предназначенными для использования физического тепла дымовых газов технологических агрегатов с целью получения перегретого пара. В промышленности широко распространены водотрубные конвективные змеевиковые котлы-утилизаторы серии КУ с горизонтальной, башенной и П-образной компоновкой и многократной принудительной циркуляцией пароводяной смеси. Самые мощные из них используются в прокатном производстве металлургических заводов и устанавливаются за методическими печами прокатных станов. Принципиальная схема котла унифицированной серии КУ показана на рисунке 1. Рис 1. Принципиальная схема котла-утилизатора: 1 – циркуляционный насос; 2 – барабан котла; 3 – испарительная поверхность; 4 – пароперегреватель; 5 – водяной экономайзер. Химически очищенная деаэрированная питательная вода подается в двухступенчатый экономайзер 7,8, расположенный в хвостовой части котла, последний по ходу газов. Нагретая вода с небольшим содержанием пара (5-8%) поступает в барабан-сепаратор 1, вынесенный за пределы газоходов котла. В верхней части барабана устанавливается перфорированная парозаборная труба и дырчатый потолочный щит. Из нижней части барабана по опускным трубам вода направляется в секции испарительных контуров. Испарительная часть котла состоит из 4 секций: предвключенного испарительного пакета, первой, второй и третьей испарительных секций, включенных последовательно по потоку продуктов сгорания и параллельно по котловой воде, подаваемой циркуляционными насосами 9. Деление испарительной системы котла на четыре секции, включенные по котловой воде параллельно, позволяет снизить в 6…8 раз необходимое давление и мощность циркуляционных насосов. Насыщенный пар, образованный в испарительных секциях, попадает в барабан. Здесь сухой пар отделяется от воды и поступает в пароперегреватель 3, откуда выдается в заводской паропровод перегретого пара. В восходящем газоходе по ходу газов располагаются предвключенная испарительная секция, пароперегреватель, первая и вторая испарительные секции. В опускном газоходе располагаются все остальные испарительные секции и водяной экономайзер. Расположение труб в пакетах змеевиковых поверхностей нагрева шахматное. На рисунке 2 представлен еще один пример утилизации газов — расположение котла-утилизатора конвертерных газов в конвертерном цехе. Рис 2. Система утилизации конвертерных газов Основной особенностью работы котла-охладителя является цикличность по¬ступления конвертерных газов и, как следствие, резко переменные тепловые нагрузки. Тепловосприятие охладителя в процессе плавки изменяется от нуля в межпродувочный период до максимума в момент продувки и снова до нуля при пре¬кращении продувки. Такой характер изменения тепловосприятия вызывает значи¬тельные колебания давления, резкие изменения выхода пара из котла, резкое по¬вышение уровня воды в барабане котла в начале продувки и его падение в конце продувки. Вся установка котла-охладителя тесно связана с технологическим процессом, режим ее работы полностью подчинен технологическому режиму выплавки стали. Котел-охладитель — газоплотный агрегат, оборудованный входящим и выхо¬дящим коллекторами, внутренними трубопроводами, образующими поверхность охлаждения, в которых циркулирует котловая воды высокого давления, а также трубопроводной запорно-регулирующей арматурой высокого давления. Трубы поверхности охлаждения образуют контур принудительной циркуля¬ции котловой воды высокого давления с помощью циркуляционных насосов, по¬дающих воду с парового барабана на распределительные коллектора котла. Нагретая уходящими газами пароводяная смесь возвращается к паровому бараба¬ну. Контур охлаждения котла может отключаться с помощью отсечных клапа¬нов, установленных на подводимых трубопроводах котловой воды. Помимо утилизации тепла газов зачастую используется тепловая энергия сточных вод на промышленных предприятиях. Рассмотрим это на примере кожевенного предприятия. Характерной особенностью кожевенных предприятий является большое потребление воды и, следовательно, большой объем отработанных жидкостей, так называемых сточных вод. Поэтому важными проблемами являются: снижение водопотребления, уменьшение загрязнения сточных вод. Основными путями для снижения расхода воды являются: рециркуляция растворов; использование оборудования с низким ЖК; проведение промывок в ограниченном объеме воды; совмещение нескольких процессов; использование промывных вод для составления рабочих растворов предыдущего процесса. Рис. 3. Схема приготовления горячей воды на кожевенном заводе: 1,5,6 – подогреватели воды соответственно для красильно-жировального цеха, зольно-дубильного цеха и отделочного цеха; 7 – холодная вода; 4 – горячая вода; 3 – конденсат; 2 – пар; А – система подачи в баки-сборники горячей воды, установленные в цехах завода Рис. 4 — Схема утилизации сточных вод Утилизация тепловой энергии осуществляется посредством установкой дополнительного теплообменного аппарата, в котором будет производиться утилизация тепла сточных вод согласно схеме (рис.4). Широкое распространение в промышленности имеет утилизация тепловой энергии промышленных холодильников. Установки для создания искусственного микроклимата в помещениях и сооружениях промышленного и бытового назначения получают все более широкое распространение. Принципиальная схема холодильной установки приведена на рисунке 5. Рис. 5. Принципиальная схема холодильной установки: К – компрессор; ЭД – электродвигатель; К-р – конденсатор; Др – дроссельный вентиль; И – испаритель; tнв и tвых – температуры атмосферного воздуха на входе и выходе из конденсатора установки; tнв и tвых – температуры охлаждаемого воздуха на входе и выходе из испарительной установки. В холодильнике хладагент кипит при низкой температуре в испарителе, поглощает теплоту из охлаждаемой среды (воздуха) и отдает ее в конденсаторе охлаждающей среде (окружающему воздуху), превращаясь из парообразного состояния в жидкое. В качестве хладагентов используют вещества, обладающие особыми термодинамическими, физико-химическими и физиологическими свойствами, которые должны обеспечивать безопасную и экономичную (с малыми энергозатратами) эксплуатацию холодильников. Термодинамические свойства характеризуют хладагент с точки зрения энергетической эффективности его использования, то есть обеспечения минимального расхода энергии на единицу холодопроизводительности. Основными элементами холодильника являются компрессор К, конденсатор К-р, дроссельный вентиль Др и испаритель И, соединенные между собой трубопроводами. Компрессор отсасывает пары холодильного агента из испарителя, сжимает их с давления кипения до давления конденсации и нагнетает в конденсатор. В конденсаторе от холодильного агента отводится энергия окружающим воздухом и сжатые пары при постоянном давлении сначала охлаждаются, а затем при постоянной температуре конденсируется. Жидкий холодильный агент из конденсатора направляется через дроссельный вентиль в испаритель. Проходя через дроссельный вентиль, холодильный агент дросселируется с давления конденсации до давления кипения. При этом происходит понижение температуры холодильного агента. Принимается, что процесс дросселирования идет при постоянной энтальпии. В испарителе холодильный агент кипит при постоянном давлении и температуре. Пары холодильного агента засасываются компрессором. В системах централизованного холодоснабжения с конденсаторами тепло работы холодильной ма¬шины бесполезно рассеивается в воздухе. Поэтому естественно стрем¬ление использовать это теряемое тепло. Холодильное оборудование может быть использовано для отопле¬ния корпусов промышленного предприятия. Цель создаваемых технических средств состоит в использовании максимально возможного количества тепла, выделяемого холодиль¬ной машиной в окружающую среду. Тепло, может передаваться в помещение непосредственно пото¬ком теплого воздуха от конденсатора или использоваться для получения теплой воды, пригодной для технических нужд. Воздух в зимнее время нагревается посред¬ством его движения через конденсатор. Компрессор и ресивер холо¬дильной машины располагаются в машинном отделении, а конденсатор расположен в воздушном канале, оборудованном системой регули¬рования потока воздуха при помощи жалюзи. Воздух из помещения через всасывающую решётку поступает в конденсатор через фильтр. В летнее время теплый воздух выбрасывается наружу. В соответствии с санитарными требованиями к обработке воздуха он может подаваться в помещение при условии его очистки от пыли. Установка пылевых фильтров приводит к росту приведенных затрат. Учитывая это, предпочтение отдается более сложным систе¬мам, несмотря на то, что их реализация усложняет эксплуатацию. Перед конденсатором установлен автоматический регулятор давле¬ния «после себя», при помощи которого поддерживается постоянное давление конденсации хладагента. Подогрев воды в установках для ее нагрева (рис. 6) осуществляет¬ся парами холодильного агента, выходящего из компрессора. Парожидкостная смесь хладагента из змеевика в баке поступает в конденсатор. Жидкий холодильный агент из конденсатора и через автоматический регулятор давления «до себя», настроенный на поддержание макси¬мально допустимого давления конденсации, поступает в ресивер. Этой же цели служит обратный клапан 3. Тепло, выделяемое холодильными машинами, работа¬ющими в системе централизованного холодоснабжения, планируется использовать для отопления помещений промышленного предприятия. При температуре в конце сжатия холодильного агента 60-70 °С при выбранной схеме подогрева воды возможен ее нагрев до 50 °С. Принципиальная схема системы утилизации тепла изображена на рисунке 6. . Рис. 6. Принципиальная схема использования тепла работы холодильной машины для нагрева воды: 1 — компрессор, 2 — ресивер, 3 — обратный клапан, 4 — регулятор давления «до себя», 5 — конденсатор, 6 — вентилятор, 7 — нагреватель воды Рис. 7. Схема использования тепла промышленного холодильника для системы отопления В настоящее время имеется тенденция к проектированию автономных источников энергоснабжения на базе двигателей внутреннего сгорания, в основном работающих на дизельном топливе и природном газе. При когенерации тепловая энергия, получаемая в процессе охлаждения двигателей, используется для теплофикации. Этот процесс осуществляется в теплообменном рекуперативном аппарате, в котором греющим теплоносителем является теплоноситель замкнутого контура охлаждения двигателя, а нагреваемым теплоносителем – сетевая вода тепловой сети. Механический термостат и трехходовой клапан определяют направление потока охлаждающей жидкости в зависимости от ее температуры. Таким образом, охлаждающая жидкость распределяется между теплообменником, рубашкой охлаждения двигателя и радиатором воздушного охлаждения. Также в систему утилизации тепла входит котел-утилизатор, вырабатывающий либо пар для турбин в парогазовых установках, либо горячую воду на нужды теплофикации. Греющим теплоносителем являются выхлопные газы от двигателей. При запуске двигателя выхлопные газы низкого теплового потенциала направляются по байпасной линии в дымовую трубу. Использование систем утилизации тепла при когенерации позволяет увеличить коэффициент полезного действия установки до 90%. Современные поршневые агрегаты работают в автономном режиме и не требуют присутствия персонала, управление системой осуществляется автоматически. На рис. 8 представлена возможная схема когенерационной установки на базе поршневого двигателя. На рисунке 9 представлена система утилизации тепловой энергии дизель-генераторной электростанции. Источником тепловой энергии является система утилизации тепла (СУТ) высокотемпературного контура и дымовых газов ДГ. Система утилизации тепла ДГ состоит из нескольких контуров: — нагревательный контур СУТ ДГ; — контур охлаждения двигателя; — контур аварийного охлаждения двигателя; — контур охлаждения топливной смеси. Рис.8. Схема когенерационной установки на базе газопоршневого двигателя: 1 – поршневой двигатель; 2 – электрогенератор; 3 – система очистки отходящих газов; 4 – котел-утилизатор; 5 – теплообменник охлаждения масла; 6 – теплообменник охлаждения двигателя; 7 – кавитационный теплогенератор, 8 – насос подачи первичной воды. Рис.9. Система утилизации тепловой энергии дизель-генераторной электростанции Нагревательный контур СУТ ДГ предназначен для передачи тепловой энергии, получаемой от охлаждения «рубашки» двигателя и выхлопных газов двигателя, сетевой воде. Подогретая сетевая вода используется для теплоснабжения потребителей тепловой энергией. Оборудование нагревательных контуров СУТ ДГ включает: — теплообменник отходящих газов (котел-утилизатор); — теплообменник контура охлаждения двигателя; — теплообменник контура аварийного охлаждения двигателя; — насос нагревательного контура СУТ ДГ. Контур охлаждения двигателя предназначен для получения тепловой энергии при охлаждении «рубашки» двигателя. Теплоносителем контура является вода, прошедшая систему химводоподготовки. Оборудование контуров охлаждения двигателя включает: — насос контура охлаждения двигателя; — мембранный расширительный бак контура охлаждения двигателя. Теплоноситель после охлаждения в теплообменнике контура охлаждения двигателя с сетевой водой, поступает в рубашку двигателя. Теплоносителем аварийного контура охлаждения двигателя является 30 % раствор антифриза. Оборудование контура аварийного охлаждения двигателей включает: — воздушный охладитель контура аварийного охлаждения двигателя; — насос контура аварийного охлаждения двигателя; — мембранный расширительный бак контура охлаждения двигателя. Контур охлаждения топливной смеси предназначен для снятия тепловой энергии с оборудования приготовления топливной смеси двигателя. Оборудование системы отвода выхлопных газов ДГ включает: — теплообменник отходящих газов (котел-утилизатор); — шумоглушитель, производства «Air Sonic» (Германия); -система байпасных клапанов с соединительными рычагами и электроприводом.

2. Расчет рекуперативного теплообменного аппарата

На основе уравнения теплового баланса определяем тепловой поток, передаваемый в теплообменнике: (1) G1 и G2 – массовый расход греющего и нагреваемого теплоносителя, кг/с; c1 и с2 – изобарная теплоемкость, Дж/(кг•К); t’1 и t’’1 – температура греющего теплоносителя на входе и выходе, ºС; t’2 и t’’2 – температура нагреваемого теплоносителя на входе и выходе, ºС. Средняя температура нагреваемого теплоносителя: (2) Определим физические свойства нагреваемого теплоносителя при средней температуре: — плотность — теплоемкость — коэффициент теплопроводности — коэффициент кинематической вязкости -критерий Прандтля Средняя температура греющего теплоносителя: Определим физические свойства греющего теплоносителя при средней температуре: — плотность — теплоемкость — коэффициент теплопроводности — коэффициент кинематической вязкости -критерий Прандтля Соответственно по уравнению (1) передаваемый в теплообменнике тепловой поток: Делаем предварительный выбор типа теплообменника. На основании изучения опыта конструирования и эксплуатации рекуператоров для комбинации теплоносителей вода-вода при относительно небольших расходах теплоносителей может быть использована конструкция секционного теплообменника. Для него возможны два варианта схемы движения теплоносителей: прямоточная или противоточная. Противоточная схема, обычно, предпочтительнее прямоточной, так как позволяет получить больший средний температурный напор между теплоносителями и, тем самым, уменьшить требуемую площадь поверхности теплообмена. Выбираем противоточную схему движения теплоносителей. Средний температурный напор в теплообменнике удобнее всего определять, имея перед глазами схематическое изображение зависимостей изменения температур теплоносителей по длине поверхности теплообмена -схему температурных напоров. Применительно к решаемой задаче, такая схема изображена на рис. 10. Показаны зависимости изменения температур греющего и нагреваемого теплоносителя по длине (или площади) поверхности теплообмена. Рис. 10 – К определению температурного напора Исходя из построенной схемы, с учетом численных значений температур теплоносителей на входе и выходе из теплообменника, получаем: Больший температурный напор: (3) Меньший температурный напор: (4) Средний логарифмический температурный напор: (5) Площадь поверхности теплообмена может быть определена из уравнения теплопередачи: (6) где k – коэффициент теплопередачи, Вт/(м2К); F– площадь поверхности теплообмена, м2. На начальном этапе конструирования ни коэффициент теплопередачи в теплообменнике, ни площадь поверхности теплообмена неизвестны. Поэтому, основываясь на опыте конструирования и расчета теплообменников выбранного типа, величиной коэффициента теплопередачи приходится задаваться. В дальнейшем расчете, когда уже известна предполагаемая геометрия проточной части теплообменника, выполняется расчет коэффициента теплопередачи, в результате чего уточняется величина площади поверхности теплообмена. Как правило, радиус кривизны поверхности теплообмена рекуператоров во много раз больше ее толщины. В этих условиях коэффициент теплопередачи может быть рассчитан с помощью уравнения для плоской стенки: (7) где α1 и α2 – соответственно, средние по поверхности теплообмена коэффициенты теплоотдачи от греющего и к нагреваемому теплоносителям, Вт/(м2К); δ – толщина теплопередающей стенки, м; λ– коэффициент теплопроводности материала, из которого она изготовлена, Вт/(мК). Массовый расход греющего теплоносителя определяем, исходя из уравнения (1): (8) При конструировании и расчете теплообменного аппарата возникает необходимость выбора скорости движения теплоноси¬телей в элементах конструкции. Повышение скорости теплоноси¬теля приводит к увеличению интенсивности теплообмена, но вы¬зывает рост гидравлических потерь. Определяем число трубок в трубном пучке теплообменника. Предварительно задаем скорость воды в трубках . Предполагаем изготовить трубный пучок из латунных трубок размером 16×1. Нагреваемую жидкость будем подавать в полости трубок. Внутренний диаметр трубки: (9) Соответственно, средний диаметр трубки равен: (10) Тогда требуемое число трубок можно определить из уравнения неразрывности: (11) где – площадь проходного сечения для нагреваемого теплоносителя, м2; – средняя по сечению трубки скорость нагреваемого теплоносителя, м/с. В свою очередь, площадь проходного сечения для нагреваемого теплоносителя складывается из проходных сечений трубок трубного пучка: (12) где n – число трубок в пучке. В итоге, из совместного решения уравнений (11), (12), можно оценить требуемое число трубок: (13) Принимаем число трубок в пучке n=7. Уточняем значение скорости нагреваемого теплоносителя в трубках Принимаем один из основных вариантов размещения трубок в трубном пучке – по вершинам равносторонних треугольников. Шаг между трубками обычно выбирают в пределах . Чем меньше шаг между трубками, тем меньше площадь сечения для движения теплоносителя в межтрубном пространстве, т.е. тем выше скорость его движения. Однако, с уменьшением шага растут технологические проблемы крепления трубок в трубных решетках. Принимаем шаг . Минимальный зазор между крайними трубками и корпусом теплообменника принимается равным . Тогда внутренний диаметр корпуса теплообменника будет равен: (14) Определяем площадь сечения теплообменника для движения греющего теплоносителя, т.е. площадь поперечного сечения межтрубного пространства. (15) Следовательно, Скорость движения греющего теплоносителя в межтрубном пространстве: Полученные скорости движения теплоносителей укладываются в рекомендуемый диапазон. Следующий этап расчета заключается в определении коэффициента теплопередачи, площади поверхности теплообмена и длины трубного пучка. Расчет коэффициента теплопередачи требует нахождения коэффициента теплоотдачи от греющего теплоносителя α1 и коэффициента теплоотдачи к нагреваемому теплоносителю α2. Так как температура поверхности теплообмена заранее неизвестна, коэффициенты теплоотдачи приходится рассчитывать методом последовательных приближений. Задаваясь температурой поверхности теплообмена, определяем численные значения коэффициентов теплоотдачи, зная которые уточняем температуру поверхности теплообмена. Затем вновь повторяем расчет коэффициентов теплоотдачи. Цикл расчета повторяется до тех пор, пока не будет получена требуемая сходимость результатов. Поскольку предполагаем изготовить теплопередающие трубки из латуни, изменение температуры по толщине поверхности теплообмена мало. Кроме того, ожидаемые значения коэффициентов теплоотдачи α1, α2 имеют один и тот же порядок. Принимаем температуру стенки: Для этой температуры из таблиц теплофизических свойств воды находим число Прандтля при температуре стенки со стороны греющего и со стороны нагреваемого теплоносителей: Для расчета коэффициента теплоотдачи в условиях вынужденного движения жидкости в каналах различной геометрии можно использовать различные уравнения, большинство из которых получены на основе обобщения опытных данных. При выборе расчетной формулы руководствуемся следующим: 1. Геометрия канала, по которому движется жидкость в решаемой задаче, должна соответствовать геометрии канала, применительно к которому получено расчетное уравнение; 2. Численные значения определяющих критериев подобия по условиям решаемой задачи должны находиться в диапазоне, в котором расчетная формула применима. Определяем коэффициент теплоотдачи к нагреваемому теплоносителю, движущемуся в трубках. Для расчета можно использовать какую-либо формулу для определения среднего коэффициента теплоотдачи при движении жидкости в трубе. В таких формулах определяющим критерием подобия является число Рейнольдса. Применительно к решаемой задаче оно равно (16) Так как число Рейнольдса превышает его критическое значение, т.е. Re>2300, режим течения в трубках турбулентный. Поэтому применима формула М.А. Михеева [1]: (17) Подставляя в формулу (17) численные значения, находим число Нуссельта: (18) В результате из формулы (18) получаем численное значение среднего по поверхности теплообмена коэффициента теплоотдачи от стенки к нагреваемой жидкости: Далее рассчитываем средний по поверхности теплообмена коэффициент теплоотдачи от греющего теплоносителя, движущегося в межтрубном пространстве. Для каналов сложной геометрии в качестве характерного размера можно использовать эквивалентный диаметр: (19) где f – площадь сечения, через которое протекает теплоноситель, м2; p – смоченный периметр поперечного сечения, м. Эквивалентный диаметр канала, по которому движется греющий теплоноситель: (20) Число Рейнольдса для потока греющего теплоносителя: Аналогично уравнению (17), рассчитываем число Нуссельта для греющего теплоносителя: Тогда коэффициент теплоотдачи от греющего теплоносителя: С учетом того, что толщина стенки теплопередающих трубок δ=0,001 м, а коэффициент теплопроводности латуни λ=107 Вт/(м•К), рассчитываем коэффициент теплопередачи, в соответствии с уравнением (7): Средняя плотность передаваемого теплового потока: (21) Температура наружной поверхности теплопередающей трубки: (22) Температура внутренней поверхности теплопередающей трубки: (23) Из полученных численных значений температур наружной и внутренней поверхностей теплопередающих трубок видно, что они различаются незначительно. Средняя температура стенки соответствует ранее принятой. Поверхность теплообмена и длины трубного пучка: Поверочный расчет заключается в том, что для стандартного или вновь разработанного теплообменника при известных расходах греющего и нагреваемого теплоносителей G1, G2, их начальных температурах t′1, t′2 и площади поверхности теплообмена F требуется определить конечные значения температур теплоносителей t″1, t″2, а также передаваемый тепловой поток. Известно, что конечные температуры обоих теплоносителей t″1и t″2 можно рассчитать с помощью уравнений: (24) (25) где E —эффективность теплообменника, т.е. отношение теплового потока, передаваемого в теплообменнике в действительности к его теоретически максимально возможной величине; с1 и с2 – теплоемкость греющего и нагреваемого теплоносителя; – наименьшее из произведений . В технической литературе эти произведения обычно называют водяными эквивалентами и, соответственно, обозначают индексами С1 и С2. В случае противоточной схемы движения теплоносителей совместное реше¬ние уравнений теплопередачи и теплового баланса дает следующее выражение для эффективности теплообменного аппарата: (26) Применительно к решаемой задаче имеем: . В результате, как следует из формул (24), (25), температуры греющего и нагреваемого теплоносителей на выходе из теплообменника соответственно равны:

Заключение

В данной работе произведен расчет рекуперативного теплообменника с теплоносителями «вода-вода». Полученная расчетная тепловая мощность составляет 80,3 кВт. Нагреваемый теплоноситель движется в трубах, греющий – в межтрубном пространстве. Температурный напор составляет 56 оС, коэффициент теплопередачи – 2356 Вт/(м2К). Конструктивные размеры теплообменника: — диаметр D=0,066 м — длина труб l= 1,8 м — число труб n= 7. Результаты поверочного расчета подтверждают соответствие конструктивного расчета исходным требованиям на проектирование рекуператора, т.к. согласно им температуры сред на выходе из теплообменника соответствуют заданию.

Список использованной литературы

1. Cтомахина Г.И., Бобровицкий И.И., Малявина Е.Г., Плотникова Л.В. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Справочное пособие/ под. ред. Стомахиной Г.И. – М.: Пантори, 2003. – 308 с.: ил. 2. В.Н. Богословский, С.Ф. Копьев, Л.И. Друскин и др. Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства/ под ред. И.Г. Староверова. Изд.3-е, перераб. и доп. Ч1. Отопление, водопровод, канализация. М., Стройиздат, 1976. 429 с. 3. Р.В. Щекин, С.М. Кореневский, Г.Е. Бем, Ф.И. Скороходько, Е.И. Чечик, Г.Д. Соболевский и др. Справочник по теплоснабжению и вентиляции. Книга 2-я. – Киев: Будивельник, 1976. – 352 с. 4. В.Н. Богословский, И.А. Шепелев, В.М. Эльтерман и др. Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства/ под ред. И.Г. Староверова. Изд.2-е, перераб. и доп. Ч2. Вентиляция и кондиционирование воздуха. М., Стройиздат, 1977. 502 с. 5. Р.В. Щекин, С.М. Кореневский, Г.Е. Бем, Ф.И. Скороходько, Е.И. Чечик, Г.Д. Соболевский и др. Справочник по теплоснабжению и вентиляции. Книга 1-я. – Киев: Будивельник, 1976. – 416 с. 6. В.Н. Богословский, Б.А. Крупнов, А.М. Сканави и др. Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства/ под ред. И.Г. Староверова и Ю. И.Шиллера. Ч1. Отопление. М., Стройиздат, 1990. 334 с. 7.СНиП – 23-01-99 « Строительная климатология» 8.СНиП II – 3 79* « Строительная теплотехника» 9.Исаченко В.П. Теплопередача / В.П. Исаченко, В.А. Осипова, А.С. Сукомел.—М.: Энергоиздат, 1981.—416 с. 10.Краснощеков Е.А. Задачник по теплопередаче.—М.:Энергия,1980.—288 с. 11.Справочник по теплообменникам, т. 2 / пер. с англ. под ред. О.Г. Мартыненко и др.—М.: Энергоатомиздат, 1987.—352 с. 12.Бакластов А.М. Промышленные тепломассообменные процессы и установки / А.М. Бакластов, В.А. Горбенко, О.Л. Данилов и др.—М.: Энергоатомиздат, 1986.—328 с. 13. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по кур- су процессов и аппаратов химической технологии. Учебное пособие для вузов / Под редакцией члена-корреспондента АН СССР П.Г.Романкова. — 10-е издание, переработанное и дополненное. — Л.: Химия, 1987. – 576 с., ил. 14. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической техноло- гии . Учебник для вузов. — 9-е изд., исправл. — М.: Химия, 1973. — 752 с. 15. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию / Г.С. Борисов, В.П. Брыков, Ю.И. Дытнерский и др. Под редакцией Ю.И. Дытнерского, 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Химия, 1991. — 496 с. 16. Плановский А.Н., Николаев П.И. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии: Учебник для вузов. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Химия, 1987. — 496 с. 17. Хоблер Т. Теплопередача и теплообменники: Пер. с польск. — Л.: Госхимиздат, 1961. — 820 с. 18. Кичигин М.А., Костенко Г.Н. Теплообменные аппараты и выпарные установки. — М. -Л.: Госэнергоиздат, 1955. — 392 с. 19. Яблонский П.А. Проектирование тепло- и массообменной аппарату- ры химической промышленности. — Л.: ЛТИ им. Ленсовета, 1978. — 85 с. 20. Уонг Х. Основные формулы и данные по теплообмену для инжене- ров: Пер. с англ. — М.: Атомиздат, 1979. — 216 с.

или напишите нам прямо сейчас

Написать в WhatsApp Написать в Telegram

О сайте
Ссылка на первоисточник:
https://www.s-vfu.ru
Поделитесь в соцсетях:

Оставить комментарий

Inna Petrova 18 минут назад

Нужно пройти преддипломную практику у нескольких предметов написать введение и отчет по практике так де сдать 4 экзамена после практики

Иван, помощь с обучением 25 минут назад

Inna Petrova, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@the-distance.ru

Коля 2 часа назад

Здравствуйте, сколько будет стоить данная работа и как заказать?

Иван, помощь с обучением 2 часа назад

Николай, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@the-distance.ru

Инкогнито 5 часов назад

Сделать презентацию и защитную речь к дипломной работе по теме: Источники права социального обеспечения. Сам диплом готов, пришлю его Вам по запросу!

Иван, помощь с обучением 6 часов назад

Здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@the-distance.ru

Василий 12 часов назад

Здравствуйте. ищу экзаменационные билеты с ответами для прохождения вступительного теста по теме Общая социальная психология на магистратуру в Московский институт психоанализа.

Иван, помощь с обучением 12 часов назад

Василий, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@the-distance.ru

Анна Михайловна 1 день назад

Нужно закрыть предмет «Микроэкономика» за сколько времени и за какую цену сделаете?

Иван, помощь с обучением 1 день назад

Анна Михайловна, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@the-distance.ru

Сергей 1 день назад

Здравствуйте. Нужен отчёт о прохождении практики, специальность Государственное и муниципальное управление. Планирую пройти практику в школе там, где работаю.

Иван, помощь с обучением 1 день назад

Сергей, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@the-distance.ru

Инна 1 день назад

Добрый день! Учусь на 2 курсе по специальности земельно-имущественные отношения. Нужен отчет по учебной практике. Подскажите, пожалуйста, стоимость и сроки выполнения?

Иван, помощь с обучением 1 день назад

Инна, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@the-distance.ru

Студент 2 дня назад

Здравствуйте, у меня сегодня начинается сессия, нужно будет ответить на вопросы по русскому и математике за определенное время онлайн. Сможете помочь? И сколько это будет стоить? Колледж КЭСИ, первый курс.

Иван, помощь с обучением 2 дня назад

Здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@the-distance.ru

Ольга 2 дня назад

Требуется сделать практические задания по математике 40.02.01 Право и организация социального обеспечения семестр 2

Иван, помощь с обучением 2 дня назад

Ольга, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@the-distance.ru

Вика 3 дня назад

сдача сессии по следующим предметам: Этика деловых отношений - Калашников В.Г. Управление соц. развитием организации- Пересада А. В. Документационное обеспечение управления - Рафикова В.М. Управление производительностью труда- Фаизова Э. Ф. Кадровый аудит- Рафикова В. М. Персональный брендинг - Фаизова Э. Ф. Эргономика труда- Калашников В. Г.

Иван, помощь с обучением 3 дня назад

Вика, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@the-distance.ru

Игорь Валерьевич 3 дня назад

здравствуйте. помогите пройти итоговый тест по теме Обновление содержания образования: изменения организации и осуществления образовательной деятельности в соответствии с ФГОС НОО

Иван, помощь с обучением 3 дня назад

Игорь Валерьевич, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@the-distance.ru

Вадим 4 дня назад

Пройти 7 тестов в личном кабинете. Сооружения и эксплуатация газонефтипровод и хранилищ

Иван, помощь с обучением 4 дня назад

Вадим, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@the-distance.ru

Кирилл 4 дня назад

Здравствуйте! Нашел у вас на сайте задачу, какая мне необходима, можно узнать стоимость?

Иван, помощь с обучением 4 дня назад

Кирилл, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@the-distance.ru

Oleg 4 дня назад

Требуется пройти задания первый семестр Специальность: 10.02.01 Организация и технология защиты информации. Химия сдана, история тоже. Сколько это будет стоить в комплексе и попредметно и сколько на это понадобится времени?

Иван, помощь с обучением 4 дня назад

Oleg, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@the-distance.ru

Валерия 5 дней назад

ЗДРАВСТВУЙТЕ. СКАЖИТЕ МОЖЕТЕ ЛИ ВЫ ПОМОЧЬ С ВЫПОЛНЕНИЕМ практики и ВКР по банку ВТБ. ответьте пожалуйста если можно побыстрее , а то просто уже вся на нервяке из-за этой учебы. и сколько это будет стоить?

Иван, помощь с обучением 5 дней назад

Валерия, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@the-distance.ru

Инкогнито 5 дней назад

Здравствуйте. Нужны ответы на вопросы для экзамена. Направление - Пожарная безопасность.

Иван, помощь с обучением 5 дней назад

Здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@the-distance.ru

Иван неделю назад

Защита дипломной дистанционно, "Синергия", Направленность (профиль) Информационные системы и технологии, Бакалавр, тема: «Автоматизация приема и анализа заявок технической поддержки

Иван, помощь с обучением неделю назад

Иван, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@the-distance.ru

Дарья неделю назад

Необходимо написать дипломную работу на тему: «Разработка проекта внедрения CRM-системы. + презентацию (слайды) для предзащиты ВКР. Презентация должна быть в формате PDF или формате файлов PowerPoint! Институт ТГУ Росдистант. Предыдущий исполнитель написал ВКР, но работа не прошла по антиплагиату. Предыдущий исполнитель пропал и не отвечает. Есть его работа, которую нужно исправить, либо переписать с нуля.

Иван, помощь с обучением неделю назад

Дарья, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@the-distance.ru