Файл: Курсовая работа тепловой расчет парового подогревателя горизонтального типа (.docx
Добавлен: 09.11.2023
Просмотров: 343
Скачиваний: 8
| 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.) |
-
Тепловой баланс. Тепловые процессы в теплообменнике…………………………………………………………….....5 -
Виды переноса теплоты………………………………………………………8 -
Устройство и принцип действия пароводяного подогревателя горизонтального типа…………………………………………………….....12 -
Области применения пароводяного подогревателя………………….........13 -
Техника безопасности при работе с теплообменниками…………….........14
Инженерно-технологический факультетКафедра технологического образованияЗадание на курсовую работупо дисциплине «Гидрогазодинамика и теплотехника»студенту Белоусову Владимиру Вячеславовичу группы____курса 4Произвести 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. ВведениеАктуальность 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 аппаратам1.1. Тепловой баланс. Тепловые процессы в теплообменникеТепловой 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 теплотыТеплообменом 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.