Файл: Курсовая работа тепловой расчет парового подогревателя горизонтального типа (.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Курсовая работа

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.11.2023

Просмотров: 104

Скачиваний: 6

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

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Бирский филиал БашГУ
Инженерно-технологический факультет

Кафедра технологического образования

Направление подготовки (специальность):

20.03.01 – Техносферная безопасность

(код и наименование)

Направленность (профиль) образовательной программы:

Пожарная безопасность
Гидрогазодинамика и теплотехника

Наименование дисциплины (модуля)

Курсовая работа
ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ПАРОВОГО ПОДОГРЕВАТЕЛЯ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО ТИПА

(Вариант 4)


Научный руководитель:

к.т.н., доцент Зинов И.А.

(ученая степень, звание, должность)
Выполнил: студент 4 курса

заочной формы обучения группы 1

Белоусов В.В.

(Фамилия И.О.)


БИРСК – 2022
Содержание

Введение……………………………………………………………………………4

Глава 1. Аналитический обзор источников информации по теплообменным аппаратам…………………………………………………………………………..…5

    1. Тепловой баланс. Тепловые процессы в теплообменнике…………………………………………………………….....5

    2. Виды переноса теплоты………………………………………………………8

    3. Устройство и принцип действия пароводяного подогревателя горизонтального типа…………………………………………………….....12

    4. Области применения пароводяного подогревателя………………….........13

    5. Техника безопасности при работе с теплообменниками…………….........14

Глава 2. Расчет пароводяного подогревателя горизонтального типа…………...16

2.1. Расчет характеристик среды…………………………………………..........16

2.2. Компоновка теплообменника………………………………………………17

2.3. Расчет тепловых процессов для теплообменника………………………...19

2.4. Подбор типа теплообменника……………………………………………...22

Заключение……………………………………………………………………….....24

Литература…………………………………………………………………………..25

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Бирский филиал БашГУ

Инженерно-технологический факультет

Кафедра технологического образования

Задание на курсовую работу

по дисциплине «Гидрогазодинамика и теплотехника»
студенту Белоусову Владимиру Вячеславовичу группы____курса 4

Произвести тепловой расчет пароводяного подогревателя горизонтального типа. Исходные данные приведены в варианте № 4 к курсовому проекту

В число исходных данных входят:

- производительность подогревателя – Q=1,85*106; ккал/час;

- температура нагреваемой воды на входе в подогреватель - t21 = 52 и на выходе из подогревателя -t211 = 95;

- горячий теплоноситель - сухой насыщенный водяной пар при давлении – Р=6 ат;

- число ходов теплообменника по нагреваемой воде z = 2;

- поверхность нагрева - латунные трубы (коэффициент теплопроводности

λ ≈ 105Вт/м*К ≈ 90ккал/м*час*К) диаметром dвн./dн= 14/16мм.

Загрязнение поверхности учесть дополнительным тепловым сопротивлением δ3/λ3 = 0,00015м2*час*К/ккал ≈ 0,00013м2К/Вт.

Принять, что температура конденсата на выходе равна температуре насыщения - (tн).На основе расчетов выбрать аппарат, выпускаемый серийно.
Срок сдачи законченной курсовой работы_______________

Дата выдачи задания_______________16.10.2022_________


Разработал

Доцент кафедры технологического образования Зинов И.А.


Введение

Актуальность предложенной темы курсовой работы определяется чрезвычайно широким распространением теплообменного аппарата в быту, промышленности и в науке. Исследование содержит относительно полную информацию, необходимую для выполнения тепловых и компоновочных расчётов широко распространённых теплообменных аппаратов.

Цель курсовой работы: Провести тепловой расчет парового подогревателя горизонтального типа.

Объект исследования пароводяной подогреватель горизонтального типа.

Предмет исследования тепловой расчет пароводяного подогревателя горизонтального типа.

Задачи исследования:

-изучить и проанализировать специальную литературу по теме курсовой работы;

-выполнить тепловой расчет пароводяного подогревателя горизонтального типа;

-закрепить полученные теоретические знания о распространении тепла в пространстве конвекцией, теплопроводностью и при теплопередаче;


-приобрести практические навыки в расчётах коэффициентов теплоотдачи при течении жидкостей и газов, а также при конденсации влажного насыщенного пара в теплообменных аппаратах;

-освоить методы расчёта теплообменных аппаратов.

Методы исследования:

-анализ научно-технической литературы;

-инженерный расчет пароводяного подогревателя горизонтального типа;


Глава 1. Аналитический обзор источников информации по теплообменным аппаратам

1.1. Тепловой баланс. Тепловые процессы в теплообменнике

Тепловой баланс – сопоставление прихода и расхода тепловой энергии при анализе тепловых процессов. Составляется как при изучении природных процессов; тепловой баланс атмосферы, океана, земной поверхности и Земли в целом, а также в технике в различных тепловых устройствах; котлах, паровых и газовых турбинах, печах и пр. Тепловую нагрузку теплообменного аппарата или количество теплоты, переданной от горячего теплоносителя к холодному в единицу времени, можно определить по уравнению теплового баланса.

В общем виде уравнение теплового баланса имеет вид:

-для идеального теплового процесса (без учета потерь теплоты в окружающую среду)



-для реального теплового процесса (с учетом потерь теплоты в окружающую среду)



- количество теплоты, отданной горячим теплоносителем;

- количество теплоты, сообщенной холодному теплоносителю;

-потери теплоты в окружающую среду.

При наличии теплоизоляции тепловые потери незначительны, поэтому в расчете их можно не учитывать.

Для теплообмена, протекающего без изменения фазового состояния теплоносителей, уравнение теплового баланса имеет вид



- массовый расход горячего и холодного теплоносителей соответственно, кг/с;

-температура горячего теплоносителя на входе (начальная температура) и на выходе (конечная температура), измеряется в градусах ;

- температура холодного теплоносителя на входе (начальная температура) и на выходе (конечная температура);

-удельная теплоемкость горячего теплоносителя при средней температуре, кДж/(кг град);

- удельная теплоемкость холодного теплоносителя при средней температуре, кДж/(кг град);

Теплообменным аппаратом (теплообменником) называется устройство, в котором происходит передача теплоты от одной среды к другой. Среды, участвующие в теплообмене, называются теплоносителями. В качестве теплоносителей могут использоваться пары различных веществ, газы, жидкости и жидкие металлы. Теплоноситель, отдающий теплоту и имеющий более высокую температуру, называется первичным, а воспринимающий теплоту теплоноситель с более низкой температурой называется вторичным.

Передача теплоты может осуществляться при непосредственном контакте обоих теплоносителей, либо через твердую поверхность, разделяющую среды. По этому признаку теплообменные аппараты соответственно подразделяются на контактные и поверхностные. Контактные аппараты в свою очередь подразделяются на смешивающие; в которых теплообмен происходит при смешении обоих теплоносителей, и барботажные; где один из теплоносителей прокачивается через другой без смешения. В смешивающих аппаратах теплообмен происходит одновременно с массообменом. В поверхностных аппаратах процесс теплопередачи включает в себя теплоотдачу от первичного теплоносителя к поверхности теплообмена, перенос теплоты через поверхность и теплоотдачу от поверхности теплообмена к вторичному теплоносителю. Поверхностные аппараты подразделяются на рекуперативные и регенеративные. В рекуперативных аппаратах обе стороны поверхности теплообмена непрерывно омываются теплоносителями, и направление теплового потока в стенке поверхности теплообмена сохраняется неизменным. В регенеративных аппаратах поверхность теплообмена попеременно омывается то одним, то другим теплоносителем, так что направление теплового потока в стенках поверхности теплообмена периодически меняется. По типу поверхности теплообмена различают аппараты трубчатые; кожухотрубные аппараты с гладкими оребренными или профилированными трубками и пластинчатые, в которых поверхность теплообмена образована плоскими или гофрированными листами. По пространственной ориентации поверхности теплообмена аппараты делятся на горизонтальные и вертикальные.


Классифицировать аппараты можно и по роду протекающих через них теплоносителей на водо-водяные, пароводяные, газо-воздушные и другие, а также и по признаку наличия или отсутствия изменения агрегатного состояния одного или обоих теплоносителей. По этому признаку можно выделить аппараты без изменения агрегатного состояния, а также с изменением агрегатного состояния теплоносителей — кипением или конденсацией. Другим принципом классификации теплообменных аппаратов является их функциональное назначение, по которому аппараты подразделяются на конденсаторы, подогреватели, охладители и т.д.

В состав энергетических установок входит ряд теплообменных аппаратов (теплообменников), являющихся их неотъемлемой частью. Эти аппараты по большей части являются поверхностными и рекуперативными по принципу действия, однако в схемах энергетических установок имеются также и аппараты смешивающего типа. Функционирование таких теплообменных аппаратов непосредственно связано с термодинамикой рабочего цикла паротурбинной или газотурбинной установки и обеспечивает необходимую эффективность и надежность ее работы. К таким аппаратам относятся, например, конденсаторы, подогреватели системы регенерации и системы подогрева сетевой воды паротурбинных установок, а также воздухоподогреватели и воздухоохладители газотурбинных установок. Другие теплообменные аппараты, не будучи связаны непосредственно с термодинамическим циклом установки, необходимы для обеспечения работы вспомогательных систем (например, систем регулирования и смазки). Поверхностные аппараты паротурбинных установок (ПТУ) в качестве поверхности теплообмена имеют пучки трубок, как прямых, так и другой конфигурации — U- или П-образных. Теплообменные аппараты газотурбинных установок (ГТУ) выполняются как трубчатыми, так и пластинчатыми.

1.2. Виды переноса теплоты

Теплообменом называется процесс переноса теплоты в пространстве. Теплообмен представляет собой сложное явление, которое можно условно расчленить на ряд более простых, принципиально отличающихся друг от друга, видов переноса теплоты:

 теплопроводность;

 конвекцию;

 теплообмен излучением.

Теплопроводность состоит в переносе теплоты микрочастицами вещества (молекулами, атомами, ионами, электронами). Такой теплообмен происходит в телах при наличии перепада температуры, но механизм переноса теплоты зависит от агрегатного состояния тела.

Смотрите также файлы