Файл: 1. Классификация теплообменных аппаратов. 2 Схемы движения теплоносителей.rtf

Скачать файл (4,21Мб)

Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Реферат

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 08.11.2023

Просмотров: 71

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

2. Расчёт ПСВ

Задание

.1 Тепловой расчёт подогревателя

.2 Гидродинамический расчёт

Заключение

Список литературы

^{Уравнение теплопередачи.}^{Чаще всего для определения поверхности теплообмена используют следующее уравнение}

⁽⁷⁾
^где^k^{- коэффициент теплопеедачи;}

^t^{1 и t2- соответственно температуры первичного и вторичного теплоносителей;}

^F^{- площадь поверхности теплопередачи.}

^{Уравнение справедливо в предположении, что температуры остаются постоянными по всей поверхности теплообмена, однако это частный случай. В общем случае температуры изменяются по поверхности и, следовательно, изменяется и температурный напор, изменяется и коэффициент теплоотдачи на поверхности теплообмена. Значения изменения температур и коэффициента теплопередачи можно принять постоянными только пределах элементарной площадки поверхности теплообмена. Следовательно, уравнение теплопередачи справедливо лишь в дифференциальной форме для элемента теплообмена: (8)}

^{Для решения уравнения необходимо знать закон изменения по поверхности. Коэффициент тепло передачи}^k^{, Вт/(м2*К), в большинстве случаев изменяется незначительно и его можно принять постоянным. Для случаев, когда коэффициент теплопередачи существенно изменяется на отдельных участках поверхности теплообмена, его усредняют:}

⁽⁹⁾
^{Приняв, таким образом, постоянное значение коэффициента теплопередачи по всей поверхности, умножить и разделив на}^F^{, то получим:}

⁽¹⁰⁾
^где^Q^{измеряется в ваттах.}

^{Выражение (10) является вторым основным уравнением при тепловом расчете теплообменных аппаратов и называется уравнением теплопередачи.}

^{При конструктивном расчете теплообменных устройств тепловая производительность}^Q^{, Вт, задается; требуется определить площадь поверхности теплообмена}

^F^{. Последняя найдется из уравнения (10):}

⁽¹¹⁾
^{Из этого уравнения следует, что при нахождении поверхности теплообмена задача сводится к вычислению коэффициента теплопередачи и усредненного по всей поверхности температурного напора.}

^{Для плоской стенки, например, коэффициент теплопередачи находим из уравнения}

⁽¹²⁾
^{Коэффициенты теплоотдачи могут учитывать не только конвективную теплопередачу, но и теплопередачу излучением. В этом случае, например, .}

^{Член в знаменателе представляет собой полное термическое сопротивление теплопроводности твердой стенки, разделяющей теплоносители. Разделяющая стенка может быть как многослойной, так и однородной.}
^{.4 Гидравлическое сопротивление элементов теплообменного аппарата}
^{Полный перепад давления, необходимый при движении жидкости или газа через теплообменник, определяется формулой}

^{, (13)}
^{где - сумма сопротивления трения на всех участках поверхности теплообмена (каналов, пучков труб, стенок и др.);}

^{- сумма потерь давления в местных сопротивлениях;}

^{- сумма потерь давления, обусловленных ускорением потока;}

^{- суммарная затрата давления на преодоление самотяги.}

^{Потери давление на преодоление сил трения при течении несжимаемой жидкости в каналах на участке безотрывного движения в общем случае рассчитывается по формуле}

⁽¹⁴⁾
^где^l^{- полная длина канала;}

^d^{- гидравлический диаметр, который в общем случае ищется как (}^f^{- поперечное сечение канала;}^u^{- периметр поперечного сечения);}

^{- средняя плотность жидкости или газа в канале, кг/м3, и средняя скорость, м/с;}

^{- коэффициент сопротивления трения. Он является безразмерной величиной, характеризующей отношение сил трения и инерционный сил потока и остается постоянным для канала}^l^>30^d^{; если}^l^<30^d^{, необходимо учитывать изменение его на входном участке канала;}

^{измеряется в паскалях.}

^{Коэффициент сопротивления трения зависит от режима движения потока и поэтому при ламинарном и турбулентном течении определяется по-разному.}

^{Местные сопротивления определяются по формуле}

⁽¹⁵⁾
^{где - коэффициент местного сопротивления;}

^{измеряется в Па.}

^{Коэффициент местного сопротивления зависит от характера препятствия, которым вызываются указанные сопротивления.}

^{Потеря давления, обусловленная ускорением потока вследствие изменения объема теплоносителя при постоянном сечении канала,}

^{, (16)}
^{где - скорость, м/с; и плотность газа, кг/м3; соответственно во входном и выходном сечениях потока.}

^{Для капельных жидкостей , Па, мало по сравнению с общим сопротивлением потока, и это сопротивление можно не принимать во внимание.}

^{Если аппарат сообщается с окружающей средой, необходимо учитывать сопротивление самотяги. Это сопротивление можно вычислить по формуле}

⁽¹⁷⁾
^где^h^{- расстояние по вертикали между входом и выходом теплоносителя, м;}

^{- средние плотности теплоносителя и окружающего воздуха, кг/м3;}

^{измеряется в паскалях.}

^{Знак «+» берется при движении теплоносителя сверху вниз, знак «-»- при движении снизу вверх. Это значит, что в первом случае общее сопротивление движению теплоносителя увеличивается на , а во втором случае- уменьшается на . Если теплообменник не сообщается с окружающим воздухом (включен в замкнутую систему), то =0.}

^{Для получения полного сопротивления теплообменного устройства выбранной конструкции и с конкретным теплоносителем полученные составляющие подставляются в уравнение (13).}
^{1.5 Расчет мощности, необходимой для перемещения жидкости}
^{Гидравлическое сопротивление , подсчитанное по формуле (13), предопределяет мощность, необходимую для перемещения теплоносителя через теплообменный аппарат.}

^{Мощность}^N^{, Вт, на валу насоса или вентилятора определяется по формуле}

⁽¹⁸⁾

^где^V^{- объемный расход жидкости, м3/с;}

^G^{- массовый расход жидкости, кг/с;}

^{- полное сопротивление, Па;}

^{- плотность жидкости или газа, кг/м3;}

^{- КПД насоса или вентилятора.}

^{При выборе оптимальных форм и размеров поверхности нагрева теплообменника принимают наивыгоднейшее соотношение между поверхностью теплообмена и расходом энергии на движение теплоносителей. Добиваются, чтобы указанное соотношение было оптимальным, т.е. экономически наиболее выгодным. Это соотношение устанавливается на основе технико-экономических расчетов.}
^{теплообменный аппарат вертикальный подогреватель}

^{2. Расчёт ПСВ}

^{Задание}

^{Подобрать нормативный подогреватель сетевой воды вертикальный (ПСВ и ПСВК) для подогрева сетевой воды. Тепловая мощность подогревателя равна 24 МВт, давление греющего пара}^P^{п = 0,15 МПа, температура греющего пара}^t^{1 = 130 0С, температура сетевой воды на входе в подогреватель}^t^{2 = 65 0}^C^.

^{Выполнить тепловой и гидравлический расчёты подогревателя.}

^{.1 Тепловой расчёт подогревателя}

^{Исходные данные к расчёту: тепловая нагрузка - 24 МВт; давление и температура греющего пара}^P^{с.п. = 0,15 МПа;}^t^{с.п. = 130 0С; температура сетевой воды на входе}^t^{с1 = 65 0С.}

^{Принятым значениям параметров греющего пара соответствуют:}

^h^{с.п. = 2732 кДж/кг и}^h^{`с.п. = 466,64 кДж/кг.}

^{Расход греющего пара, поступающего в подогреватель}