Xreferat.com » Рефераты по промышленности и производству » Определение поверхности теплообмена

Определение поверхности теплообмена

Министерство образования и науки Украины

Сумский государственный университет

Кафедра технической теплофизики


Курсовая работа


по дисциплине “Тепломассообмен”


Сумы 2009

Содержание


Термодинамический расчет

Определение теплофизических свойств теплоносителей

Предварительная компоновка теплообменной системы

Гидродинамический расчёт

Расчёт теплопередачи после оребрения

Список литературы

1. Термодинамический расчет


Постановка задачи:

При проектировании теплообменного аппарата, целью расчёта которого является определение поверхности теплообмена, должны быть известны расход горячего и холодного теплоносителей, их температуры на входе и на выходе и теплоёмкости. Принято обозначать параметры горячего теплоносителя индексом-1 и холодного теплоносителя индексом-2.


Исходные данные:

1. Температура выхлопных газов tг=440°C.

2. Расход выхлопных газов m1=90кг/с.

3. Параметры воды на входе в экономайзер:

-температура воды на входе в экономайзер t2'=105°C;

-давление воды на входе в экономайзер p1=2 бар.

4. Параметры выхлопных газов после пароперегревателя:

-температура выхлопных газов после пароперегревателя

tп= tг-50°C

5. Температура выхлопных газов на входе в экономайзер

t1'= t2''+∆ tг, где ∆ tг=15…20°C.


Требования по сопротивлению:

Газодинамическое сопротивление не должно превышать ∆ p1≤2кПа (2% от номинала).

Гидродинамические показатели не ограничены, но скорость воды в трубах не должна превышать 2-3 м/с.

Выхлопные газы газотурбинной установки содержат 75 % воздуха, поэтому их свойства можно считать по свойствам воздуха.

Газовая постоянная R=292Определение поверхности теплообмена.

t2''=208°C при p2=18 бар (из таблицы для воды и сухого насыщенного пара).

t1'= t2''+ (15…20°C) =208+20=228°C

tп= tг-50°C=500-50=450°C


Определение поверхности теплообмена

Рисунок 1- Принципиальная схема ПТУ


Определение поверхности теплообмена

Рисунок 2- Схема процесса в T,s-координатах


Термодинамическая модель

Если теплота горячего теплоносителя полностью воспринимается холодным теплоносителем, то уравнение теплового баланса


Определение поверхности теплообмена, (2.1)

Определение поверхности теплообмена, (2.2)


где Определение поверхности теплообмена - тепловой поток.

Средняя теплоёмкость в интервале температур от 0 до t определяется следующим эмпирическим уравнением:


CpmОпределение поверхности теплообмена=1, 0235+Определение поверхности теплообмена. (2.3)


Уравнение теплопередачи:


Определение поверхности теплообмена, (2.4)


где Определение поверхности теплообмена - коэффициент теплопередачи;

Определение поверхности теплообмена - площадь поверхности стенки;

Определение поверхности теплообмена - средний температурный напор.

Средний температурный напор:


Определение поверхности теплообмена, (2.5)


где Определение поверхности теплообмена, Определение поверхности теплообмена

Тепловой поток от выхлопных газов:


Определение поверхности теплообмена (2.6)


где hГ – энтальпия выхлопных газов.

Расчетная часть


Определяем тепловой поток:


Определение поверхности теплообмена,

Определение поверхности теплообмена

Определение поверхности теплообмена


Найдем расход воды с энергобаланса:


Определение поверхности теплообмена.


где энтальпия hп=3360Определение поверхности теплообмена определяется по h,S – диаграмме для водяного пара при p2=18 бар и tп =450°C, Определение поверхности теплообмена=869,5 Определение поверхности теплообмена- по таблицам для воды при p2=18 бар.


Определение поверхности теплообмена,

Определение поверхности теплообмена10,78 кг/с.


Тепловой поток в экономайзере:


Определение поверхности теплообмена,

Определение поверхности теплообмена МВт.

Определяем температуру выхлопных газов на выходе из экономайзера:


Определение поверхности теплообмена,

Определение поверхности теплообмена,

Определение поверхности теплообмена,

Определение поверхности теплообмена174,11˚С.


Средний температурный напор


Определение поверхности теплообмена44,63˚С


Таблица 1.1. Результаты расчета.

наименование обозначение размерность значение
тепловая мощность экономайзера МВт 4,86
характерная температура после пароперегревателя

Определение поверхности теплообмена

˚С 228
характерная температура газа на выходе из экономайзера

Определение поверхности теплообмена

˚С


174,11
характерная температура воды на входе в экономайзер

Определение поверхности теплообмена

˚С 90
характерная температура воды на выходе из экономайзера

Определение поверхности теплообмена

˚С 208
характерное давление на входе p1 бар 1
характерное давление на выходе p2 бар 18
большая разность температур

Определение поверхности теплообмена

˚С 84,11
меньшая разность температур

Определение поверхности теплообмена

˚С 20
средняя разность температур

Определение поверхности теплообмена

˚С 44,63
массовый расход воздуха m2 кг/с 10,78

2 Определение теплофизических свойств теплоносителей


Плотность выхлопных газов на входе определяем из уравнения состояния газа


Определение поверхности теплообмена,


где R=292Определение поверхности теплообмена- газовая постоянная,

Определение поверхности теплообмена=1 бар- давление выхлопных газов на входе,

Определение поверхности теплообмена=228+273,15=501,15 К- температура выхлопных газов на входе в экономайзер.


Определение поверхности теплообмена.


Плотность выхлопных газов на выходе определяем из уравнения состояния газа


Определение поверхности теплообмена,


где R=292Определение поверхности теплообмена- газовая постоянная,

Определение поверхности теплообмена=0,98 бар- давление выхлопных газов на выходе,

Определение поверхности теплообмена=174,11+273,15=447,26 К - температура выхлопных газов на выходе из экономайзера.

Определение поверхности теплообмена.


Средняя плотность выхлопных газов


Определение поверхности теплообмена.


Средняя температура выхлопных газов


Определение поверхности теплообмена˚С.


Теплофизические свойства воздуха определяем по табличным данным из табл. 2, с. 284 [2] по Определение поверхности теплообмена˚С:


Таблица 2.1. Теплофизические свойства воздуха.

Определение поверхности теплообмена

Определение поверхности теплообмена

Определение поверхности теплообмена

Определение поверхности теплообмена

Определение поверхности теплообмена

Определение поверхности теплообмена

Определение поверхности теплообмена

Определение поверхности теплообмена


Определение поверхности теплообмена

Определение поверхности теплообмена

Определение поверхности теплообмена

Определение поверхности теплообмена

0,68 1,026

Теплофизические свойства воды определяем по табличным данным из табл. 3, с. 286 [2]:

при Определение поверхности теплообмена=90˚С плотность воды на входе Определение поверхности теплообмена,

при Определение поверхности теплообмена=208˚С плотность воды на выходе Определение поверхности теплообмена.

Средняя плотность воды


Определение поверхности теплообмена.

Средняя температура воды


Определение поверхности теплообмена˚С.


Теплофизические свойства воды определяем по табличным данным из табл. 3, с. 284 [2] по Определение поверхности теплообмена˚С:


Таблица 2.2. Теплофизические свойства воды.

Определение поверхности теплообмена

Определение поверхности теплообмена

Определение поверхности теплообмена

Определение поверхности теплообмена

Определение поверхности теплообмена

Определение поверхности теплообмена

Определение поверхности теплообмена

Определение поверхности теплообмена


Определение поверхности теплообмена

Определение поверхности теплообмена

Определение поверхности теплообмена

Определение поверхности теплообмена

1,17 4,313

Таблица 2.3. Результаты расчета.

наименование обозначение размерность значение
Плотность выхлопных газов на входе

Определение поверхности теплообмена

Определение поверхности теплообмена


0,683

Плотность выхлопных газов на выходе

Определение поверхности теплообмена

Определение поверхности теплообмена


0,750

Теплоёмкость выхлопных газов

Определение поверхности теплообмена

Определение поверхности теплообмена


1,026

Коэффициент теплопроводности выхлопных газов

Определение поверхности теплообмена

Определение поверхности теплообмена


Определение поверхности теплообмена

Кинематическая вязкость выхлопных газов

Определение поверхности теплообмена


Определение поверхности теплообмена

Определение поверхности теплообмена

Динамическая вязкость выхлопных газов

Определение поверхности теплообмена

Определение поверхности теплообмена

Определение поверхности теплообмена

Число Прандтля для выхлопных газов

Определение поверхности теплообмена

_

0,68


Плотность воды на входе

Определение поверхности теплообмена

Определение поверхности теплообмена


965,3

Плотность воды на выходе

Определение поверхности теплообмена

Определение поверхности теплообмена


850

Теплоёмкость воды

Определение поверхности теплообмена

Определение поверхности теплообмена


4,313

Коэффициент теплопроводности воды

Определение поверхности теплообмена

Определение поверхности теплообмена


Определение поверхности теплообмена

Кинематическая вязкость воды

Определение поверхности теплообмена

Определение поверхности теплообмена


Определение поверхности теплообмена

Динамическая вязкость воды

Определение поверхности теплообмена

Определение поверхности теплообмена


Определение поверхности теплообмена

Число Прандтля для воды

Определение поверхности теплообмена

_

1,17


3 Предварительная компоновка теплообменной системы


Алгоритм расчёта

Целью эскизной компоновки теплообменника является определение предварительных размеров теплообменных аппаратов. Принимаем перекрестно-противоточную схему. Она предполагает следующее распределение температуры по площади теплообменника:


Определение поверхности теплообмена

Рисунок 3.1Распределение температуры по площади теплообменника

Изменение средней температуры вычисляется по формуле


Определение поверхности теплообмена, (3.1)


где Определение поверхности теплообмена изменяется в интервале 0,95…1,0; Определение поверхности теплообмена- температурный напор (из 1 раздела).

Основное уравнение теплопередачи


Определение поверхности теплообмена, (3.2)


где Определение поверхности теплообмена - коэффициент теплопередачи;

Определение поверхности теплообмена - площадь поверхности стенки.


Отсюда можем определить площадь теплообмена:


Определение поверхности теплообмена, (3.3)


Коэффициент теплопередачи Определение поверхности теплообменанайдём, исходя из формулы:


Определение поверхности теплообмена

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.
Подробнее

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
-->

Похожие рефераты: