Многоходовой кожухотрубчатый рекуперативный теплообменник. Определение параметров теплоносителей при средних температурах воды, пара. Критерий Нуссельта. Удельный тепловой поток. Передача теплоты через стенку. Гидравлическое сопротивление теплообменников.
Аннотация к работе
Теплообменными аппаратами называются устройства, предназначенные для передачи тепла от одного теплоносителя к другому, а также для осуществления различных технологических процессов: нагревания, охлаждения, кипения, конденсации и др. Теплообменные аппараты бывают различных типов: контактного типа (смесительные или регенеративные аппараты), поверхностного типа. В теплообменных аппаратах поверхностного типа теплообмен идет через разделительную стенку и, теплоносители не смешиваются (рекуперативные аппараты). Так же используются для теплообмена двух жидкостей в теплообменниках типа «труба в трубе», данные теплообменные аппараты имеют поверхности нагрева от нескольких квадратных сантиметров до нескольких сотен квадратных метров. Теплообменные аппараты делятся на: Рекуперативные - аппараты, в которых теплообмен идет через разделительные стенки.Определяем параметры теплоносителей при средних температурах воды и пара: (1.1) где - температура воды на входе в подогреватель, ; По таблицам физических свойств воды и водяного пара определим их основные параметры: При 0С определяем следующие справочные данные: - теплоемкость воды, ; коэффициент кинематической вязкости воды( ), - скорость воды в трубках( ), т. к. то режим течения жидкости турбулентный, значит, критерий Нуссельта определяем по формуле: , (1.13) где - число Прандтля; Определяем скорость пара в межтрубном пространстве: , (1.19) где - плотность пара (), - массовый расход пара( ), Определяем коэффициент теплоотдачи от пара к трубе: , , (1.20) где - эквивалентный диаметр, ; коэффициент кинематической вязкости пара (), - скорость пара в трубках( ), т. к. то режим течения жидкости турбулентный, значит, критерий Нуссельта определяем по формуле: , (1.24) где - число Прандтля для пара ();Гидравлическое сопротивление пароводяных теплообменников по межтрубному пространству как правило, не определяется, так как его величина вследствие небольших скоростей и малой его плотности мала. Полный напор DP, необходимый для движения жидкости или газа через теплообменник, определяется по следующей формуле: DP = ADPTP ADPM ADPY ADPГ ,Па, (2.1) где ADPTP - сумма гидравлических потерь на трение, Па; Гидравлические потери на трение в каналах при продольном омывании пучка труб теплообменного аппарата определяются по формуле Гидравлические потери давления в местных сопротивлениях можно определить по формуле Потери давления, обусловленные ускорением потока вследствие изменения объема теплоносителя при постоянном сечении канала, определяются по выражениюКонструкция и элементы аппаратов должны рассчитываться на наибольшее допускаемое рабочее давление с учетом возможных температурных напряжений, особенностей технологии изготовления деталей, агрессивности действия рабочей среды и особенностей эксплуатации. Определим толщину стенки кожуха. Расчетное давление при расчете трубной решетки выбирается по большему из трех следующих значений: (3.7) Определяем коэффициент, выражающий отношение жесткости трубок к жесткости кожуха. Производим определение толщины трубной решетки, исходя из условия надежности развальцовки: (3.27) где q - допускаемое напряжение на вырывание трубок из решетки, МПА;Для закрепления теоретических знаний по курсу "Тепломассообмен" была выполнена курсовая работа: "Расчет пароводяного подогревателя". В тепловом расчете были определены: физические параметры воды и пара. Количество тепла, передаваемое паром воде, для двух зон теплообмена Q= 8943 КВТ. массовый расход пара Dп = 7,6 кг/с.