Название: Использование вторичных тепловых ресурсов

Вид работы: реферат

Рубрика: Промышленность и производство

Размер файла: 371.32 Kb

Скачать файл: referat.me-305433.docx

Краткое описание работы: Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Орский гуманитарно-технологический институт (филиал)

Использование вторичных тепловых ресурсов

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Орский гуманитарно-технологический институт (филиал)

ГОУ ВПО «Оренбургский государственный университет»

механико-технологический факультет

кафедра электроснабжения и энергообеспечения

РАСЧЁТНО-ГРАФИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

по дисциплине «Тепломассообменное оборудование предприятий»

ОГТИ 140106.19

Руководитель:

______________ Елыкова А.Р.

«____»______________2006 г.

Исполнитель:

студент группы ЭО-41

______________ Словцов А.Е.

«____»______________2006 г.

Орск 2006

Задача 1

Произвести тепловой расчёт секционного кожухотрубного водо-водяного теплообменного аппарата (схема противоток).

1 Исходные данные

Теплопроизводительность водоподогревателя

Начальная температура греющей воды

Начальная температура нагреваемой воды

Конечная температура нагреваемой воды

Рис. 1. Общий вид горизонтального секционного кожухотрубного

теплообменника с опорами-турбулизаторами

Рис. 2. Конструктивные размеры теплообменника

1 - секция; 2 - калач; 3 - переход; 4 - блок опорных перегородок;

5 - трубки; 6 - перегородка опорная; 7 - кольцо; 8 - пруток;

2 Тепловой расчёт секционного кожухотрубного водо-водяного теплообменного аппарата (схема противоток)

2.1 Максимальный расход нагреваемой воды, проходящей через водоподогреватель

где с₂ – удельная теплоёмкость нагреваемой воды, кДж/(кг ·⁰ С).

Удельная теплоёмкость нагреваемой воды при температуре

(1, прил. 9)

2.2 Необходимое сечение трубок водоподогревателя при скорости нагреваемой воды в трубках ω_тр = 1 м/с

где ρ₂ – плотность нагреваемой воды, кг/м³ .

Плотность нагреваемой воды при температуре

(2, табл. 1.4)

По табл. 1 прил. 7 СП 41 – 101 – 95 и полученной величине необходимого сечения трубок водоподогревателя подбираем тип водоподогревателя со стандартными характеристиками.

Таблица 1 – Характеристики водоподогревателя

Величина		Обозначение	Ед. измер.	Значение
Наружный диаметр корпуса секции		DH	м	57
Число трубок в секции		n	шт	4
Площадь сечений межтрубного пространства		fмтр	м2	0,00116
Площадь сечения трубок		fтр	м2	0,00062
Эквивалентный диаметр межтрубного пространства		dэкв	м	0,0129
Коэффициент теплопроводности трубок		λст	Вт/(м·0 С)	105
Поверхность нагрева одной секции	при длине секции 2м	fсек	м2	0,37
Тепловая производительность одной секции	Система из гладких труб длиной 2м (исполнение 1 )	Qсек	кВт	8
Размер трубки			мм

(3, табл. 7.1)

2.3 Скорость воды в трубках при двухпоточной компоновке

2.4 Температура греющей воды на выходе из водоподогревателя

Принимаем температуру греющей воды на выходе из водоподогревателя

2.5 Максимальный расход греющей воды, проходящей через водоподогреватель

где с₁ – удельная теплоёмкость греющей воды, кДж/(кг·⁰ С).

Удельная теплоёмкость греющей воды при температуре

(1, прил. 9)

2.6 Скорость воды в межтрубном пространстве при двухпоточной компоновке

где ρ₁ – плотность греющей воды, кг/м³ .

Плотность греющей воды при температуре

(2, табл. 1.4)

2.7 Средняя температура греющей воды

2.8 Средняя температура нагреваемой воды

2.9 Коэффициент теплоотдачи от греющей воды к стенке трубки

2.10 Коэффициент теплоотдачи от стенки труб к нагреваемой воде

2.11 Коэффициент теплопередачи водоподогревателя

где φ – коэффициент эффективности теплообмена;

β – коэффициент, учитывающий накипь и загрязнение поверхности труб в зависимости от свойств воды;

а – толщина стенки трубы, м.

λ_ст = 105 Вт/(м·⁰ С); φ = 1,2; β = 0,92; а = 0,001 м (3,прил. 7)

2.12 Среднелогарифмическая разность температур между нагреваемой и греющей водой в водоподогревателе

2.13 Требуемая поверхность нагрева водоподогревателя

2.14 Число секций водоподогревателя

Принимаем 6 секций в одном потоке.

Действительная поверхность нагрева одного потока

Рис.3. Изменения температур теплоносителей

по поверхности аппарата

2.15 Выбор теплообменного аппарата

По полученной действительной поверхности нагрева водоподогревателя выбираем горизонтальный теплообменный многоходовой кожухотрубный аппарат для систем горячего водоснабжения в ИТП при двухпоточной схеме.

Таблица 2 – Техническая характеристика ТМПГ 76×2 –1,0 – 5 – УЗ

Величина		Ед. измер.
Тепловая мощность		кВт	270
Площадь поверхности нагрева		м2	3,25
Число ходов (секций)		шт	5
Площадь сечения	трубок	м2	0,00108
	межтрубного пространства	м2	0,00233
Размер трубки,		мм
Эквивалентный диаметр		мм	0,0164
Наружный диаметр корпуса секции		мм	500
Габариты, a×l×h		мм	0,55 × 2,51 × 0,73
Масса одного блока		кг	350
Потери давления	по трубкам	кПа	20
	по межтрубному пространству	кПа	29
Максимальный расход нагреваемой воды		м3 /ч	6,7
Коэффициент теплопередачи		Вт/(м2 ·0 С)	5180

(3, табл. 7.4)

3 Тепловой расчёт пластинчатого водо-водяного теплообменного аппарата (схема противоток).

Величины расходов и температуры теплоносителей на входе и выходе из водоподогревателя принимаются такими же, как и в преды­дущем расчёте.

3.1 Оптимальное соотношение числа ходов для греющей и нагреваемой среды

Прини маем располагаемую разность давлений греющей и нагреваемой воды

DР₁ = 40 кПа; DР₂ = 1 20 кПа

Соотношение ходов не превышает 2, следо­вательно, принимается симметричная компонов­ка теплообменника.

Рис. 1. Симметричная компоновка пластинчатого теплообменника

3.2 Тип и техническая характеристика пластины

Выбираем тип пластины – 0,6р.

Таблица 2 – Техническая характеристика пластины

Показатель	Ед. измер.	Тип пластины – 0,6р
Габариты, l × h × a	мм	1370 ×300×1
Поверхность теплообмена	м2	0,3
Вес (масса)	кг	3,2
Эквивалентный диаметр канала	м	0,008
Площадь поперечного сечения канала	м2	0,0011
Смачиваемый периметр в поперечном сечении канала	м	0,66
Ширина канала	мм	150
Зазор для прохода рабочей среды в канале	мм	4
Приведённая длина канала	м	1,12
Площадь поперечного сечения коллектора (угловое отверстие на пластине)	м2	0,0045
Наибольший диаметр условного прохода присоединяемого штуцера	мм	65
Коэффициент общего гидравлического сопротивления	−
Коэффициент гидравлического сопротивления штуцера	−	1,5
Коэффициент теплопроводности пластины	Вт/(м·0 С)	16
Коэффициент А	−	0,368
Коэффициент Б	−	4,5

(3, прил. 8.1)

3.3 Требуемое количество каналов по нагреваемой воде при оптимальной скорости воды в каналах ω₂ = 0,4 м/с

где f_к – площадь поперечного сечения канала, м² .

Количество каналов по нагреваемой воде принимаем равным 1.

3.4 Общее живое сечение каналов в пакете по ходу греющей и нагреваемой воды

Компоновка водоподогревателя симметричная, то есть m₁ = m₂ .

3.5 Фактическая скорость греющей воды

3.6 Фактическая скорость нагреваемой воды

3.7 Коэффициент теплоотдачи от греющей воды к стенке пластины

А = 0,368

3.8 Коэффициент тепловосприятия от стенки пластины к нагреваемой воде

3.9 Коэффициент теплопередачи

λ_ст = 16 Вт/(м·⁰ С); β = 0,82; а = 0,001 м (3, прил. 8)

3.10 Требуемая поверхность нагрева водоподогревателя

3.11 Число ходов водоподогревателя

Принимаем 7 ходов.

Действительная поверхность нагрева

Задача 2

Произвести расчёт двухступенчатой смешанной схемы теплоснабжения потребителей и ИТП.

1 Исходные данные

Теплопроизводительность водоподогревателя

Температурный график – 130/70 ºС

2. Расчет двухступенчатой смешанной схемы

2.1. Первая ступень

Температура греющей воды на входе , ºС	41
Температура греющей воды на выходе, ºС	39
Температура нагреваемой воды на входе , ºС	15
Температура нагреваемой воды на выходе, ºС	29
Расход нагреваемой воды , кг/час	2098
Расход греющей воды, кг/час	16935
Теплопроизводительность, кВт	34

Обозначение подогревателя по гост	Фактическая поверхность нагрева, кв.м.	Расчетная поверхностннагрева, кв.м.	Потеря напора в трубах , Па	fi / скорсть воды в трубах , м. / с.	Число секций, штук	Потеря напора в межтрубном пространстве, Па
2-х метровые
57*2000-Р – ЗТУ 400-28-429-82Е 1.0 / 4.06 2	1	1.1	12469	1.0 / 0.94	3	473841
75*2000-Р – ЗТУ 400-28-429-82Е 1.0 / 2.02 22	2	1.6	4109	0.9 / 0.54	3	127632
88*2000-Р – ЗТУ 400-28-429-82Е 1.0 / 1.64 25	3	2.7	1400	0.6 / 0.32	3	67534
114*2000-Р – ЗТУ 400-28-429-82Е 1.0 / 0.94 2	5	5.2	558	0.4 / 0.20	3	23943
168*2000-Р – ЗТУ 400-28-429-82Е0.9 / 0.39 26	14	10.8	197	0.3 / 0.10	4	5158
219*2000-Р – ЗТУ 400-28-429-82Е 0.6 / 0.23 4	18	17.1	49	0.3 / 0.6	3	1370
273*2000-Р – ЗТУ 400-28-429-82Е 0.4 / 0.15 12	30	26.7	17	0.3 / 0.3	3	577
325*2000-Р – ЗТУ 400-28-429-82Е 0.3 / 0.11 11	41	37.1	9	0.3 / 0.3	3	251
57*2000-Р –2 ЗТУ 400-28-406-88Е 1.0 / 4.06 3	9	8.3	956	0.3 / 0.9	23	11120764
75*2000-Р –2 ТУ 400-28-406-88Е 1.0 / 2.02 3	1	1.3	2739	0.9 / 0.54	2	239685
168*2000-Р –2 ЗТУ 400-28-406-88Е 0.9 / 0.39 23	10	8.5	148	0.3 / 0.10	3	10928
4-х метровые
168*4000-Р – 2ТУ 400-28-429-8Е 0.9 / 0.39 28	14	10.8	159	0.3 / 0.10	2	3162
75*4000-Р –1ТУ 400-28-406-88Е 1.0 / 2.02 4 1 . 0 / 2 . 02 3	1	1.3	2212	0.9 / 0.54	1	119843

2.2 Вторая ступень

Температура греющей воды на входе (ºС)	70
Температура греющей воды на выходе (ºС)	41
Температура нагреваемой воды на входе (ºС)	29
Температура нагреваемой воды на выходе (ºС)	65
Расход нагреваемой воды (кг/час)	2098
Расход греющей воды (кг/час)	2604
Теплопроизводительность (кВт)	88

Обозначение подогревателя по гост	Фактическая поверхность нагрева, кв.м.	Расчетная поверхность нагрева, кв.м.	Потеря напора в трубах, Па	fi / скорсть воды в трубах, м./с.	Число секцийштук	Потеря напора в межтруб-ном пространст-ве, Па
2-х метровые
75*2000-Р – 19ТУ 400-28-429-82Е 0.9 / 0.31 2	12	12.1	26025	1.0 / 0.54	19	19118
168*2000-Р – 3ЗТУ 400-28-429-82Е 0.3 / 0.6 2	112	109.7	1623	0.3 / 0.10	33	1006
219*2000-Р – 29ТУ 400-28-429-82Е 0.3 / 0.3 2	171	168.2	478	0.3 / 0.6	29	313
273*2000-Р – ЗТУ 400-28-429-82Е 0.3 / 0.02 1	240	237.1	136	0.3 / 0.3	24	109
75*2000-Р –15ТУ 400-28-406-88Е 0.9 / 0.31 2	10	9.6	20546	1.0 / 0.54	15	42516
114*2000-Р –15ТУ 400-28-406-88Е 0.6 / 0.23 2	27	26.3	2792	0.6 / 0.20	15	7694
168*2000-Р –2 5ТУ 400-28-406-88Е 0.3 / 0.6 1	87	86.0	1229	0.3 / 0.10	25	2154
219*2000-Р – 24ТУ 400-28-406-88Е 0.3 / 0.3 3	138	133.8	435	0.3 / 0.6	24	538
273*2000-Р – 19ТУ 400-28-406-88Е 0.3 / 0.2 4	195	187.2	108	0.3 / 0.3	19	206
325*2000-Р –18ТУ 400-28-406-88Е 0.3 / 0.2 3	256	250.1	53	0.3 / 0.3	18	93
4-х метровые
57*4000-Р – 11ТУ 400-28-429-82Е 1.0 / 0.62 6	8	7.8	73.816	1.0 / 0.94	11	54090
75*4000-Р – 10ТУ 400-28-429-82Е 0.9 / 0.31 8	13	12.1	22115	1.0 / 0.54	10	12424
88*4000-Р –8ТУ 400-28-429-82Е 1.0 / 2.02 7 1 . 0 / 2 . 02 3	18	16.7	6030	0.8 / 0.32	8	5853
114*4000-Р –8ТУ 400-28-429-82Е 0.5 / 0.14 7	35	33.2	3005	0.6 / 0.20	10	2421
273*4000-Р –12ТУ 400-28-429-82Е 0.3 / 0.02 3	244	237.1	110	0.3 / 0.3	12	68
325*4000-Р –12ТУ 400-28-429-82Е 0.3 / 0.02 6	336	316.1	57	0.3 / 0.3	12	30
75*4000-Р –8ТУ 400-28-406-88Е 0.9 / 0.31 10	11	9.6	17692	1.0 / 0.54	8	22675
88*4000-Р –8ТУ 400-28-406-88Е 0.7 / 0.22 7	15	14.0	7673	0.9 / 0.36	8	11512
114*4000-Р –8ТУ 400-28-406-88Е 0.5 / 0.14 9	29	26.3	2404	0.6 / 0.20	8	4103
168*4000-Р –13ТУ 400-28-406-88Е 0.3 / 0.6 6	91	86.0	1032	0.3 / 0.10	13	1120
219*4000-Р –12ТУ 400-28-406-88Е 0.3 / 0.03 3	138	133.8	351	0.3 / 0.6	12	269
273*4000-Р –10ТУ 400-28-406-88Е 0.3 / 0.02 10	206	187.2	92	0.3 / 0.03	10	108
325*4000-Р –9ТУ 400-28-406-88Е 0.3 / 0.02	256	250.1	43	0.3 / 0.03	9	0

Примечание.

Расчет произведен с учетом снижения теплоотдачи в переходной области

f_i = 0,464·ln(Re) – 3.28 [f_i = 0.35 (при Re<2300), f_i = 1 (при Re>10000)]

Список используемой литературы

1 Соколов Е. Я. Теплофикация и тепловые сети: Учебник для вузов. – 7-е изд., стереот. – М.: Издательство МЭИ, 2001. – 472 с.: ил.

2 Манюк В.И., Каплинский Я.И., Хиж Э.Б. Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей: Справочник. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1988. – 432 с.: ил.

3 Проектирование тепловых пунктов СП 41-101-95.