Рекуперативний теплообмінний апарат

Рекуперативні теплообмінні апарати (теплообменники)- це апарати, у яких теплота від одного теплоносія до другого передається через поділяючу їх стінку. Вони використовуються в технологічному процесі харчового виробництва. Такі апарати складаються з кожуха і пучка труб, закріплених у ґратах для створення двох проточних каналів

Перший канал знаходиться в міжтрубном просторі, що замикається кожухом і двома трубними ґратами, і призначений для нейтральних середовищ. Труби з'єднані з розподільними камерами. Кришки цих камер і кожух постачені штуцерами для підведення і відводу води, для підведення пару і відводу конденсату. Пара подається от парогенератора по паропроводу. Конденсат, що утворився під час роботи виділяється з апарата за допомогою конденсатовідводчика і по трубопроводу надходить у парогенератор. Вода подається на апарат від водопроводу.

Тепловий розрахунок теплообмінного апарата складається з обчислення площі поверхні теплообміну. Для визначення цієї площі розраховують:

- кількість теплоти, необхідної для нагрівання води,

- щільність теплового потоку,

- коефіцієнт теплопередачі,

- коефіцієнт теплопередачі от конденсату до стінки труби б₁,

- коефіцієнт теплопередачі от стінки труби до води б₂.

Коефіцієнти теплопередачі б₁ і б₂ є функціями середньої температури стінки труби t_c і швидкості плину конденсату і води (чисел Рейнольдса Re_k і Re_c). Середню температуру стінки труби визначають методом послідовного наближення. У першому наближенні її приймають як середнє між температурою пару, що гріє, t_п і середньою температурою води в трубі t_в. В другому і наступному наближеннях середню температуру стінки визначають шляхом розрахунку через обчислення теплового потоку. Число Рейнольдса Re_k розраховують, вибираючи діаметр і висоту труб; число Рейнольдса Re_c розраховують, вибираючи кількість труб.

При тепловому розрахунку теплообмінника спочатку попередньо визначають розрахункову площу і розрахункову довжину теплопередающих труб, а потім призначають довжину труб відповідно до ДСТУ 9929-79, вибирають кількість ходів і перевіряють температуру води на виході. При невиконанні вимог технічного завдання на роботу (ТЗКР) до температури води на виході апарата роблять підбор кількості, довжини труб, а можливо, і їхнього діаметра.

Варіанти домашніх робіт

(Журнал класний 07.02.13)

2.1.1 Розрахунок рекуперативного теплообмінного апарата з горизонтальним  розміщенням труб

Вхідні дані:

Варіант	1	2	3	4	5	6
Тиск гріючого пара, МПа	0,13	0,14	0,15	0,16	0,17	0,18
Температура води на вході, ^оС	3,0	3,5	4,0	4,5	5,0	5,5
Температура води на виході, ^оС	60	61	62	63	64	65
Витрати води, кг/с	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8

 

 

Варіант	7	8	9	10	11	12
Тиск гріючого пара, МПа	0,19	0,20	0,21	0,22	0,23	0,24
Температура води на вході, ^оС	6,0	6,5	7,0	7,5	8,0	8,5
Температура води на виході, ^оС	66	67	68	69	70	71
Витрати води, кг/с	1,9	2,0	2,1	2,2	2,3	2,4

 

Варіант	13	14	15	16	17	18
Тиск гріючого пара, МПа	0,25	0,26	0,27	0,28	0,29	0,30
Температура води на вході, ^оС	9,0	9,5	10,0	10,5	11,0	11,5
Температура води на виході, ^оС	72	73	74	75	76	77
Витрати води, кг/с	2,5	2,6	2,7	2,8	2,9	3,0

2.1.2 Розрахунок рекуперативного теплообмінного апарата з вертикальним розміщенням труб

Вхідні дані:

Варіант	19	20	21	22	23	24
Тиск гріючого пара, МПа	0,13	0,14	0,15	0,16	0,17	0,18
Температура води на вході, ^оС	3,0	3,5	4,0	4,5	5,0	5,5
Температура води на виході, ^оС	60	61	62	63	64	65
Витрати води, кг/с	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8

 

Варіант	25	26	27	28	29	30
Тиск гріючого пара, МПа	0,19	0,20	0,21	0,22	0,23	0,24
Температура води на вході, ^оС	6,0	6,5	7,0	7,5	8,0	8,5
Температура води на виході, ^оС	66	67	68	69	70	71
Витрати води, кг/с	1,9	2,0	2,1	2,2	2,3	2,4

 

Варіант	31	32	33	34	35	36
Тиск гріючого пара, МПа	0,25	0,26	0,27	0,28	0,29	0,30
Температура води на вході, ^оС	9,0	9,5	10,0	10,5	11,0	11,5
Температура води на виході, ^оС	72	73	74	75	76	77
Витрати води, кг/с	2,5	2,6	2,7	2,8	2,9	3,0