Описание кожухотрубчатых и пластинчатых теплообменных аппаратов. Проведение конструктивного расчета рекуперативного кожухотрубчатого теплообменника и теплового расчёта пластинчатого теплообменника. Техническая характеристика пластин типа О,3 р.
В данной курсовой работе нам необходимо провести тепловой конструктивный расчет рекуперативного кожухотрубчатого теплообменника и тепловой расчет пластинчатого теплообменника в соответствии с заданными условиями. Кожухотрубчатые теплообменники в настоящее время наиболее широко распространены, по некоторым данным они составляют до 80? от всей теплообменной аппаратуры. Основной частью такого теплообменника является пучок труб, закрепленных в трубных решетках. Трубки располагаются в трубном пучке в шахматном порядке или по вершинам треугольников. Пластинчатые теплообменные аппараты предназначены для осуществления процессов теплопередачи между различными рабочими средами, начиная от безкислородной воды системы отопления до химически активных промышленных жидкостей и сильно загрязненной соленой воды в гаванях приморских городов.Теплообменники предназначены для нагрева и охлаждения, а холодильники - для охлаждения (водой или другим нетоксичным, непожаро-и невзрывоопасным хладагентом) жидких и газообразных сред. Кожухотрубчатые теплообменники могут быть следующих типов: ТН - теплообменники с неподвижными трубными решетками; ТК - теплообменники с температурными компенсаторами на кожухе и жестко закрепленными трубными решетками; ТП - теплообменники с плавающей головкой, жестким кожухом и жестко закрепленной трубной решеткой; ТУ - теплообменники с U-образными трубками, жестким кожухом и жестко закрепленной трубной решеткой; ТС - теплообменники с сальником на плавающей головке, жестким кожухом и жестко закрепленной трубной решеткой (рисунок 1, Приложение 1). Наибольшая допускаемая разность температур кожуха и труб для аппаратов типа Н может составлять 20-60 ?С, в зависимости от материала кожуха и труб, давления в кожухе и диаметра аппарата. Трубы, кожух и другие элементы конструкции могут быть изготовлены из углеродистой или нержавеющей стали, а трубы холодильников - из латуни. Данный расчет проводится для определения площади поверхности теплообмена стандартного водо-водяного рекуперативного теплообменника, в котором греющая вода поступает в трубы, нагреваемая вода - в межтрубное пространство.Уравнение теплового баланса для теплового аппарата имеет вид: (1.1) где Q1 - количество теплоты в единицу времени, отданное греющим теплоносителем, Вт; Q2 - количество теплоты в единицу времени, воспринятое нагреваемым теплоносителем, Вт; (1.3) где ср1 и ср2 - средние удельные массовые теплоемкости греющего и нагреваемого теплоносителей, в интервале изменения температур от t’1 до t’’1 и от t’2 до t’’2 соответственно, КДЖ/(КГК); Количество теплоты в единицу времени, воспринятое нагреваемым теплоносителем, Вт Определяем с помощью табл.П.1.1 определяем среднюю удельную массовую теплоемкость ср1 греющего теплоносителя при температуре t1’.В основу расчета коэффициентов теплоотдачи между теплоносителями и поверхностью стенки положены критериальные уравнения, полученные в результате обработки многочисленных экспериментальных данных и их обобщения на основе теории подобия.По среднеарифметическому значению температуры определяются значения физических свойств греющего теплоносителя (табл. Плотность: Кинематический коэффициент вязкости: Критерий теплопроводности: Критерий Прандтля: В первом приближении температура стенки: , (1.11) По тст определяем методом интерполяции Prct. В результате сравнения вычисленного значения критерия Рейнольдса с критическим числом Rekp=2300, устанавливаем, что в трубах турбулентный режим течения жидкости, т.к.По среднеарифметическому значению температуры t2 определяются значения физических свойств греющего теплоносителя (табл. Плотность: Кинематический коэффициент вязкости: Критерий теплопроводности: Критерий Прандтля: Критерий Рейнольдса для потока греющего теплоносителя В результате сравнения вычисленного значения критерия Рейнольдса с критическим числом Rekp=2300, устанавливаем, что в трубах турбулентный режим течения жидкости, т.к. При таком режиме число Нуссельта определяется по критериальной зависимости: , (1.17) (dн/dв)<2, то коэффициент теплопередачи для плоской поверхности теплообмена с достаточной точностью определяется по формуле, Вт/(м2 К)В аппаратах с противоточным движением теплоносителей средняя разность температур потоков определяется как среднелогарифмическая между большей и меньшей разностями температур теплоносителей на концах аппарата: , (1.21) График для определение и представлен на рис.1. При сложном взаимном движении теплоносителей, например, как в данном задании, при смешанном и перекрестном токе в многоходовых теплообменниках, средняя разность температур теплоносителей определяется с учетом поправки ??t<1 Из основного уравнения теплопередачи определяется необходимая поверхность теплообмена, м2: ,(1.
