Файл: Введение. Классификация теплообменных аппаратов.docx

_{Содержание} работы:

I	Введение. Классификация теплообменных аппаратов.
II	Конструктивный тепловой расчет.
	1. Определение:
	теплофизических свойств горячего и холодного теплоносителей (cpm ,  ,  ,  , Pr), мощности теплообменного аппарата Q по исходным данным, средней разности температур между теплоносителями m , оптимального диапазона площадей проходных сечений (f1 , f2) и минимального индекса противоточности Pmin ТА, водяного эквивалента kF и площади поверхности F теплообмена теплообменного аппарата.
	2. Предварительный выбор теплообменного аппарата по каталогу.
	3. Расчет коэффициентов теплоотдачи от горячего теплоносителя к стенке 1 и от стенки к холодному теплоносителю 2 , термических сопротивлений стенки трубы и загрязнений .
	4. Определение коэффициента теплопередачи, водяного эквивалента и площади поверхности теплообмена ТА.
	5. Выбор теплообменного аппарата по каталогу.
III	Проверочный тепловой расчет.
	1. Определение фактической тепловой мощности выбранного теплообменного аппарата Q.
	2. Расчет действительных конечные температуры теплоносителей ( , ).

Исходные данные для выполнения работы:

	Горячий теплоноситель – Дизель Характеристики теплоносителя: G1 = - кг/с; ;
	Холодный теплоноситель – Нефть Характеристики теплоносителя: G2 = 8 кг/с; ;
	Тип теплообменного аппарата (ТА): Кожухотрубный

---

Рекомендуемая литература:

	Калинин А.Ф. Расчет и выбор конструкции кожухотрубного теплообменного аппарата: Методические указания по курсовому проектированию. – М.: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2002. – 82 с.
	Трошин А.К., Купцов С.М., Калинин А.Ф. Термодинамические и теплофизические свойства рабочих тел теплоэнергетических установок. –М.: МПА-ПРЕСС, 2006. – 78 с. с илл.
	Термодинамика и теплопередача в технологических процессах нефтяной и газовой промышленности/А.Ф. Калинин, С. М. Купцов, А.С. Лопатин, К.Х. Шотиди: Учебник для вузов. – М.: Российский государственный университет нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, 2016. – 264 с. с илл.

Графическая часть:

IV	Графическая часть курсовой работы включает в себя схему ТА и температурную диаграмму теплоносителей.

Руководитель:	к.т.н.		доцент
	(уч.степень)		(должность)		(подпись)		(фамилия, имя, отчество)

Задание принял к исполнению:	студент
		(подпись)					(фамилия, имя, отчество)

---

Определение параметров необходимых для подбора ТА

1. Исходные данные

Горячий теплоноситель – ДизельХолодный теплоноситель - НефтьХарактеристики теплоносителей указаны в табл. 1.Таблица 1Данные о расходе и температурном режиме теплоносителя

№	Вид теплоносителя	Массовый расход G, кг/с	Начальная температура теплоносителя t, °C	Конечная температура теплоносителя t,°C
1	Дизель	-	155	95
2	Нефть	8	16	80

2. Определение теплофизических свойств холодного теплоносителей

Средняя температура теплоносителей:Для горячего теплоносителя (в дальнейших расчетах t_ср1):Для холодного теплоносителя (в дальнейших расчетах t_ср2):Теплофизические свойства теплоносителей при средних температурах приведены в таблице 2.Таблица 2Теплофизические свойства теплоносителей

Тепло- носитель							Pr
дизель	125	762	2420	0,103	1	9,7	18
нефть	48	850	2020	0,124	6,5	2,5	90

---

• Мощности Q теплообменного аппарата

Уравнение теплового баланса: (2)где η - коэффициент, учитывающий потери тепла в окружающую среду (от 0,95 до 0,98) [2]. Примем η = 0,965.Тепловой поток к холодному теплоносителю:Тепловой поток от горячего теплоносителя:Определим расход горячего теплоносителя:

3. 
   Определение средней разности температур между теплоносителями
   

Среднюю разность температур рассчитаем по уравнению Грасгофа для противоточной схемы движения теплоносителей [3]:Коэффициент теплопередачи от горячего к холодному теплоносителю определяется по соотношению:где , – коэффициенты теплоотдачи в трубном и межтрубном пространстве, Вт/(м²·К); и термические сопротивления загрязнений на внутренней и наружной поверхности теплообменных труб, м²·К/Вт; – толщина стенки теплообменных труб кожухотрубных ТА (от 1,5 до 3 мм), мм; – коэффициент теплопроводности стенки теплообменных труб, Вт/(м·К).Нефть более вязкое вещество, чем дизель, поэтому нефть отправляем в межтрубное пространство, а дизель в трубное.По таблице 1[1] определяем ориентировочные значения коэффициента теплоотдачи в теплообменной аппаратуре:

---

,



Принимаем:

По таблице 3[1] определяем термические сопротивления загрязнений на поверхности теплообмена кожухотрубных теплообменников промышленного назначения:

,

,

Толщина стенки трубы: ,

Принимаем: , коэффициент теплопроводности стали (Сталь 40): ;

4. Определение оптимального диапазона площадей проходных сечений и минимального индекса противоточности

где и – минимальная и максимальная рекомендуемые скорости потоков теплоносителей, м/с; ρ – плотность, кг/м³; G – массовый расход теплоносителя, кг/с [1].По таблице 5 [1] выбираем максимальную и минимальную рекомендуемые скорости.Для горячего теплоносителя: ; ;Для холодного теплоносителя: ; ;Подставив данные, получаем:

---