Название: Расчет теплообменного аппарата труба в трубе
Вид работы: контрольная работа
Рубрика: Строительство
Размер файла: 226.38 Kb
Скачать файл: referat.me-333600.docx
Краткое описание работы: Федеральное агентство по образованию Российской Федерации Казанский государственный архитектурно-строительный университет Кафедра Теплогазоснабжения и вентиляции
Расчет теплообменного аппарата труба в трубе
Федеральное агентство по образованию Российской Федерации
Казанский государственный архитектурно-строительный университет
Кафедра Теплогазоснабжения и вентиляции
Расчетно – графические работы №1, №2.
Выполнил: студент гр № 07-41 Гараева А.И.
Шифр 11-06-023
Проверил: преподаватель Замалеев З.Х.
Казань 2010
Расчетно – графическая работа. Вариант №8.
1. Расчет теплообменного аппарата «труба в трубе».
Задание: Определить поверхность нагрева и число секций теплообменника типа «труба в трубе». Нагреваемая жидкость (вода) движется по внутренней стальной трубе () диаметром
и имеет температуры: на входе
, на выходе
Расход нагреваемой жидкости
Тепло к нагреваемой жидкости передается от конденсирующегося в кольцевом канале между трубами пара. Температура конденсации
Расположение теплообменника – горизонтальное, длина одной секции
К пояснительной записке приложить эскизный чертеж теплообменника. Размеры наружной трубы выбрать конструктивно.
Расчет.
Тепловой расчет теплообменных аппаратов основан на совместном решении уравнения теплового баланса и уравнения теплопередачи. Из первого уравнения можно найти количество тепла, расходуемого на тепловой процесс, а также расходы теплоносителей. Второе уравнение позволяет определить поверхность теплообмена, необходимую для проведения теплового процесса.
1.1 Определение количества передаваемого тепла и расхода пара.
Уравнение теплового баланса имеет вид:
(1.1)
где – - количество передаваемого тепла, Вт
- расходы, соответственно греющего и нагреваемого теплоносителей, кг/с.
- изменение энтальпии соответствующих теплоносителей, Дж/кг
При отсутствии изменения агрегатного состояния
(1.2)
где – средняя удельная теплоемкость жидкого теплоносителя в интервале температур от
до
,
и
– начальная и конечная температуры теплоносителя,
С учетом (1.2) уравнение (1.1) примет вид
(1.3)
Тогда расход греющего пара определиться как
(1.4)
- соответственно, энтальпии греющего пара и конденсата,
.
1.2 Определение поверхности теплообмена.
Необходимая для теплового процесса поверхность теплообмена определяется из уравнения
(1.5)
где К –
коэффициент теплопередачи,
- средний температурный напор,
F –
поверхность теплообмена,
Из (1.5) имеем:
(1.6)
Характер зависимости для расчета определяется направлениями возможного движения теплоносителей, в рассматриваемой задаче:
(1.7)
где
При расчете теплообменных аппаратов с тонкостенными трубами () можно пользоваться формулой для коэффициента теплопередачи через плоскую стенку
(1.10)
который и заложен в уравнениях (1.5) и (1.6)
- толщина стенки трубы,
- коэффициент теплопроводности материала трубы.
Коэффициент теплоотдачи от конденсирующегося пара к стенке может быть определен по формуле:
(1.11)
где - приведенный критерий Рейнольдса – вычисляется по критериальной зависимости (4.15) [2];
- температура стенки со стороны пара – в первом приближении
В – комплекс, значение которого приведены в табл.4.13 [2].
При
Коэффициент теплоотдачи от стенки к движущейся жидкости рассчитывается по формуле:
(1.12)
где - вычисляется по критериальным зависимостям (4.6 – 4.9) [2] в зависимости от значения
- коэффициент теплопроводности жидкого теплоносителя,
В критериальных зависимостях и
определяется при температуре
а - при температуре
где перепад температур в стенке
(1.13)
Критерий Рейнольдса для воды:
где
- кинематическая вязкость воды
По найденным величинам и
рассчитывается коэффициент теплопередачи К.
Затем проверяется принятое значение . Если принятая и рассчитанная по соотношению
(1.14)
величины отличаются более чем на 5%, задаемся новым значением и повторяем расчет.
Величины отличаются более чем на 5%, поэтому задаемся новой температурой стенки
Рассчитанные аналогично по выше приведенным формулам величины:
Ошибка менее 5%.
Рассчитав далее поверхность теплообмена по (1.6), определяем число секций по формуле:
, где
- поверхность теплообмена одной секции.
где
- диаметр (наружный) паровой трубы (принимаем конструктивно)
2. Расчет количества тепла и пара при испарении жидкости с открытой поверхности.
Задание:
Определить количество тепла и пара, поступающее в воздух помещения с открытой поверхности ванны с водой. Длина ванны , ширина
. Температура воды в глубине –
. Ванна находится в зоне действия воздушного потока, имеющего скорость
параметры воздуха: температура –
, барометрическое давление –
. Относительная влажность воздуха –
2.1 Определение количества пара, поступающего в воздух.
Количество пара (испарившейся жидкости) определяется по формуле:
(2.1)
где - коэффициент массоотдачи, м/с
:
D
– коэффициент диффузии, :
L – определяющий размер, м :
- вычисляется по критериальному уравнению (4.16) [2] в зависимости от значений
Ar и Pr ;
F – площадь поверхности испарения, м2 .
Концентрация водяного пара в воздухе определяется по уравнению состояния
(2.2)
р – парциальное давление пара при температуре паровоздушной смеси, Па – определяется по таб.11 [2];
- универсальная газовая постоянная,
;
- молекулярная масса пара, кг/кмоль
.
Т
n
– абсолютная температура поверхности жидкости.
- концентрации водяного пара, соответственно над поверхностью жидкости и в окружающей среде, кг/м3
;
В качестве определяющей берется
, где
- температура поверхности жидкости,
-принимается на 2 0
С
ниже
.
Значение коэффициента диффузии Dтабл приводится в табл.2 [2]. Для расчета D на нужную температуру Т можно воспользоваться формулой
(2.3)
2.2 Определение количества тепла, переносимого в воздух.
Общее количество тепла, отдаваемое поверхностью жидкости при испарении, составляет:
(2.5)
где - количество тепла, переносимого в воздух вместе с паром, Вт
;
- количество тепла, переносимого в воздух помещения конвективным путем, Вт
;
- количество тепла, отдаваемого поверхностью воды излучением, Вт
.
Составляющие уравнения (2.5) определяются по формулам:
или
(2.6)
(2.7)
(2.8)
В формулах (2.6 – 2.8):
- коэффициент конвективной теплоотдачи,
;
Nu – вычисляется по уравнению (4.16) [2] в зависимости от значений Arи Pr ;
- приведенная степень черноты системы – в условиях помещения можно принять
- 0.9;
Со
=5,67 – коэффициент излучения абсолютно черного тела,
- коэффициент теплопроводности жидкости
Список использованных источников
- Кушнырев В.И., Лебедев В.И., Павленко В.А. Техническая термодинамика и теплопередача. – М.: Стройиздат, 1986. – 464с.
- Справочные таблицы теплофизических свойств веществ. – Казань: Офсет КГАСА, 2001, - 26с.
Похожие работы
-
Составление номенклатуры отдельных видов работ и определение их объемов
Федеральное агентство по образованию Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет Кафедра: «Экономика строительства»
-
Двухзальный кинотеатр на 500 мест
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ФГОУСПО ПЕРМСКИЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ КОЛЛЕДЖ Специальность 270301 «Архитектура» Специализация 270301.01 «Архитектура гражданских зданий»
-
Расчет и конструирование сборной ребристой панели железобетонного перекрытия многоэтажного прои
Министерство образования и науки РФ Федеральное агентство по образованию Южно-Уральский государственный университет Кафедра СКиИС Семестровая работа:
-
Исследование температурного поля наружного угла методом электрического моделирования
Министерство образования Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Череповецкий Государственный Университет
-
Вентиляционные системы на ЗАО Архангельский фанерный завод
Федеральное агентство по образованию (Рособразование) Министерство образования Российской Федерации Архангельский государственный технический университет
-
Устройство и общий расчет грузовой лебедки стрелового крана
ФЕДЕРАЛЬ НОЕ АГЕНТСВО ПО НАУКЕ И ОБРАЗОВАНИЮ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ГОУ ВПО Тюменский государственный архитектурно-строительный университет Кафедра СПОФ
-
Индивидуальный жилой дом со стенами из мелкоразмерных элементов
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное агентство по образованию МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
-
Стальной открытый навес в г Темрюке
Агентство по образованию и науке Российской Федерации Кубанский государственный технологический университет Кафедра Строительные конструкции и гидротехнические сооружения
-
Квалификационные требования к инженеру-строителю специальности "Теплогазоснабжение и вентиляция"
Виды и объекты профессиональной деятельности выпускника специальности "инженер-строитель". Содержание проектно-конструкторской, организационно-управленческой, производственно-технологической деятельности специалиста, квалификационные требования к нему.
-
Расчет строительной ноги
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию ФГОУ СПО «Санкт-Петербургский Архитектурно-Строительный Колледж»