Конструктивный тепловой расчет теплообменного аппарата

Рисунок 2.1 - Изменение температуры теплоносителей по длине прямоточного теплообменника

 

 

Рисунок 2.2 - Изменение температуры теплоносителей по длине противоточного теплообменника

2.3.2 Средний логарифмический температурный напор

 

2.3.3 Коэффициент теплопередачи

2.3.3.1 Коэффициент теплопередачи с учетом слоя накипи

 

 

2.3.3.2 Коэффициент теплопередачи без учета слоя накипи

 

2.3.4 Поверхность теплообмена

2.3.4.1 Поверхность теплообмена для прямоточного теплообменника с учетом слоя накипи

 

2.3.4.2 Поверхность теплообмена для прямоточного теплообменника без учета слоя накипи

2.3.4.3 Поверхность теплообмена для противоточного теплообменника с учетом слоя накипи

2.3.4.4 Поверхность теплообмена для противоточного теплообменника без учета слоя накипи

2.3.5 Площадь поверхности трубок одной секции

2.3.6 Число секций теплообменника

2.3.6.1 Число секций прямоточного теплообменника с учетом слоя накипи

(12 секций)

2.3.6.2 Число секций прямоточного теплообменника без учета слоя накипи

(12 секций)

2.3.6.3 Число секций противоточного теплообменника с учетом слоя накипи

(11 секций)

2.3.6.4 Число секций противоточного теплообменника без учета слоя накипи

(10 секций)

 

Таблица 2 – Сводная таблица расчетов теплообменного аппарата

Наименование	Схема движения теплоносителей
прямоток	противоток
Средний температурный напор ∆t, oC	69,8	82,3
Коэффициент теплопередачи при наличии накипи при отсутствии накипи	41,9 44,38
Поверхность нагрева F, м2 при наличии накипи при отсутствии накипи	137,86 133,16	116,9 110,39

2.4 Рекуперативный теплообменник с трубчатой поверхностью теплообмена (противоток)

5 м

Рисунок 2.3 – Эскиз секции с основными размерами

 

Выводы

 

Теплообменные аппараты могут иметь самое разнообразное назначение паровые котлы, конденсаторы, пароперегреватели, воздухонагреватели, радиаторы и т.д. Теплообменные аппараты в большинстве случаев значительно отличаются друг от друга как по своим формам и размерам, так и по применяемым в них рабочим телам.

Руководствуясь данным расчетом теплообменного аппарата можно произвести выбор типа аппарата и его конструктивные размеры. Также на основе результатов расчета можно составить конструктивную схему аппарата.

 

Заключение

 

По T-S и P-v диаграммам, построенной в результате термодинамических расчетов, можно судить о закономерности изменения температуры и энтропии в зависимости от показателя политропы. Эти закономерности таковы:

1) при показателях политропы изменение температуры и энтропии будет положительно, а значит, внутренняя энергия и теплота процесса тоже будут положительные. Подведенная к газу теплота расходуется на увеличение внутренней энергии и на совершение им работы расширения;

2) при показателях политропы изменение температуры отрицательно, а изменение энтропии положительно, значит, внутренняя энергия будет отрицательной, а теплота процесса же положительной. Работа расширения совершается как за счет подведенной к газу теплоты, так и за счет внутренней энергии;

3) при показателях политропы изменение температуры и энтропии будет отрицательно, а значит внутренняя энергия и теплота процесса тоже будут отрицательные. Расширение газа происходит с уменьшением его внутренней энергии и отдачей теплоты в окружающую среду.

В процессе расчета теплообменного аппарата были рассчитаны основные параметры теплоотдачи, а также выполнен конструктивный расчет и построена схема соединения секций для рекуперативного теплообменника с трубчатой поверхностью теплообмена.

Расчеты проводились для двух возможных направлений движения: противоточного и прямоточного. В результате выполнения курсовой работы было выяснено, что при противоточном направлении движения необходимая поверхность теплообмена будет несколько меньше чем при прямоточном. Это означает что размещение теплообменного аппарата с противоточным направлением движения проще из-за его меньших габаритов. Так же было учтено влияние слоя накипи, и расчеты показали, что при её наличии поверхность теплообмена будет больше.

 

Список использованных источников

 

1. Гатауллина А.Р., Кулагина О.В. учебно-методическое пособие по выполнению к.р. работы по теплотехнике «основные термодинамические процессы с идеальными углеводородными смесями»- Уфа: УГНТУ 2012г.

2. Рабинович О.М. сборник задач по технической термодинамике. М., «машиностроение», 1973, 344 с.

3. Латыпов Р. Ш. Техническая термодинамика и теплотехника: учеб. пособие. Уфа: УГНТУ, 2009. – 152с.

4. Теляшева Г. Д., Молчанова Р. А. Теплообмен. – Уфа: УГНТУ 2007г.

5. Баскаков А. П. Теплотехника: учебник для вузов – М.: Энергоатомиздат, 1991г. – 224с.