Министерство Образования Российской Федерации

Российский Государственный Университет Нефти и Газа им. И. М. Губкина

Кафедра термодинамики и тепловых двигателей


Курсовая работа по теплотехнике

«Тепловой расчет теплообменных аппаратов»

Задание №13

Москва 2015

Оглавление
I. Введение

II. Конструктивный тепловой расчет

III. Проверочный тепловой расчет

IV. Графическая часть курсовой работы

Вывод

Список литературы

.

Введение. Классификация теплообменных аппаратов
Теплообменными аппаратами (ТА) называются устройства, предназначенные для передачи теплоты от одного теплоносителя к другому. Теплообменные аппараты широко применяются в нефтедобывающей, газовой, нефтеперерабатывающей и химической промышленности. Такое широкое использование теплообменного оборудования в нефтяной и газовой промышленности обязывает специалистов уметь их рассчитывать, обобщать опыт их эксплуатации, анализировать рабочий процесс и намечать пути повышения эффективности их работы. Эффективная работа теплообменных аппаратов приводит к экономии энергии, сокращению расхода топлива и улучшает технико-экономические показатели производственных процессов.

В зависимости от расположения теплообменных труб различают теплообменные аппараты горизонтального и вертикального типов.

В зависимости от числа перегородок в распределительной камере и задней крышке кожухотрубные теплообменные аппараты делятся на одноходовые, двухходовые и многоходовые в трубном пространстве.

В зависимости от числа продольных перегородок, установленных в межтрубном пространстве, кожухотрубные теплообменные аппараты делятся на одно- и многоходовые в межтрубном пространстве.

Целью конструктивного теплового расчета является определение типа теплообменного аппарата и его конструкции.

При проверочном тепловом расчете определяется мощность выбранного стандартного теплообменного аппарата Qст и действительные конечные температуры теплоносителей (t1дўў, t2дўў). В результате этого расчета выясняется возможность использования стандартного теплообменника при заданных температурных режимах теплоносителей.

---

II. Расчетная часть
) Определение неизвестного массового расхода воды G2 и параметров теплоносителей.

Теплоноситель	G, т/ч	t`, C	t``, C	tср, C
Горячий теплоноситель (воздух)	15	120	70	95
Холодный теплоноситель (вода)	?	20	50	35

Дано:
средняя температура теплоносителей
Выписываем теплофизические свойства при tср:

		Pr ,
Горячий теплоноситель	Воздух	1.009	0,703	22.9	0,9461	0.0314
Холодный теплоноситель	Вода	4.179	4.34	0.658	992.2	0.611

Для нахождения массового расхода записываем уравнение теплового баланса:

находим тепловую мощность Q:

G1=15 т/ч = 15*1000/3600 кг/с = 4,167 кг/с



- коэффициент, учитывающий потери тепла в окр. среду.

---

По рекомендациям направляем воздух в межтрубное пространство, а воду в трубное.

) Определим среднюю разность температур между теплоносителями по уравнению Грасгофа:







3) Определим водяной эквивалент KF и площадь поверхности теплообмена



Коэффициент теплопередачи K предварительно принимается по оценке

От газа к жидкости = 50

Выбор типа, конструкции и размеров теплообменного аппарата:

а) Выбираем теплообменник кожухотрубчатый, с неподвижными трубными решетками.

б) По рекомендациям направляем воздух в межтрубное пространство, а воду в трубы.

в) По величине расчетной площади поверхности теплообмена, предварительно выбираем двухходовой аппарат с площадью теплообмена с трубами длиной 2 м.
Конструктивные характеристики выбранного аппарата.

Диаметр кожуха , мм800
Наружный диаметр теплообменных труб , м0,025
Число ходов по трубам, 2
Площади проходного сечения одного хода:
По трубам , 0,077
В вырезе перегородки , 0,065
Между перегородками , 0,070
Площадь поверхности теплообмена , 69
Длина теплообменных труб L, м	2

---

) Расчет коэффициента теплопередачи.

Для расчета необходимо посчитать и .

где Re, Pr - числа подобия теплоносителя, движущегося в трубах ТА, при среднеарифметической температуре потока. Prc - число Прандтля теплоносителя, движущегося в теплообменных трубах ТА при средней температуре стенки труб.

- коэффициент теплопроводности теплоносителя, движущегося в трубах ТА. и - наружный диаметр и толщина стенки теплообменных труб.

Средняя скорость теплоносителя в трубном пространстве:

Число Рейнольдса:

Ламинарный режим течения

Из таблицы определяем следующие константы:

C=0,15; j=0,33; у=0,43; i=0,1

Определим из таблицы при :





Подставим:



Рассчитаем коэффициент теплоотдачи теплоносителя в межтрубном пространстве:



где значения коэффициентов С, Сz, C1, m, n выбираются из таблицы в зависимости от расположения труб в пучке и значения числа Рейнольдса:

Выберем расположение труб в пучке в виде треугольника.

---

Вычислим среднюю скорость теплоносителя в межтрубном пространстве:

Число Рейнольдса:

Выбираем коэффициенты:

m=0,6; n=0,36; C=0,637; Cz=1; C1=0,36;

Выбираем для воздуха при





Рассчитаем



Дополнительные термические сопротивления:
- сопротивления загрязнений на поверхности ТА, создаваемые охлаждающей водой.

Уточняем k:

,

Уточняем F расч:

Погрешность F:



Окончательный выбор теплообменника:

Площадь поверхности теплообмена F, м2	69
Диаметр кожуха , мм800
Наружный диаметр теплообменных труб , мм25
Площади проходного сечения :
Одного хода по трубам , 7,7
В вырезе перегородки , 6,5
Между перегородками , 7,0

---

Смотрите также файлы

• Момент инерции.docx

• Условия, необходимые для успешного развития ребенка как субъекта музыкальной деятельности.docx

• Отчет по научноисследовательской работе.docx

• Алкины это непредельные (ненасыщенные) нециклические углеводороды, в молекулах которых присутствует одна тройная связь между атомами углерода СС.ppt

• Итоговая аттестация.docx