Внимание! last-diplom.ru не продает дипломы, аттестаты об образовании и иные документы об образовании. Все услуги на сайте предоставляются исключительно в рамках законодательства РФ.
Внимание! last-diplom.ru не продает дипломы, аттестаты об образовании и иные документы об образовании. Все услуги на сайте предоставляются исключительно в рамках законодательства РФ.
Поэтому в отношении прав и свобод гражданина нельзя безоговорочно утверждать, что они возникают вне всякой связи личности с государством. Важное место в системе отрасли конституционного права занимае
Перспективное планирование 1. Составление перспективного плана. 2. Разработка теоретической базы по теме « Творчество детей раннего возраста как образное познание мира». 3. Составление консультаций в
Теоретическая основа селекции – генетика и разрабатываемые ею закономерности наследственности и изменчивости организмов. Эволюционная теория Чарльза Дарвина, законы Грегори Менделя, учения о чистых л
Энергия – не только одно из чаще всего обсуждаемых сегодня понятий; помимо своего основного физического (а в более широком смысле – естественнонаучного) содержания, оно имеет многочисленные экономичес
Малейшим различиям в строении головного мозга у представителей разных полов ученые склонны приписывать гораздо большее значение, чем на то дают право объективные данные. Обычно авторы трудов по психо
Нагрев воды может осуществляться с помощью твердого или жидкого топлива, природного газа или электроэнергии. Использование твердого топлива (уголь, дрова) связано с высокой трудоемкостью обслуживание
Согласно наиболее общему определению, «трансакционные издержки есть эквивалент трения в механических системах». Например, Я.Корнай, прямо использует термин «трение» для описания факторов, препятствующ
Центральный регион представляет собой в основном равнинную местность, пересекаемую реками и долинами. Южная зона более гористая. Здесь расположены западные Карпаты, Судеты, восточные Татры, Бескиды.
Список используемой литературы.
Введение Теплообменными аппаратами называют устройства, предназначенные для передачи тепла от одного теплоносителя к другому, а также осуществления различных технологических процессов: нагревание, охлаждения, кипения, конденсации и др.
Теплообменные аппараты классифицируются по различным признакам.
Например, по способу передачи тепла их можно разделить на две группы: поверхностные (рекуперативные и регенеративные) и сме ш ения.
Требования к промышленным теплообменным аппаратам в зависимости от конкретных условий применения весьма разнообразны.
Основными требованиями являются: обеспечение наиболее высокого коэффициента теплопередачи при возможно меньшем гидравлическом сопротивлении; компактность и наименьший расход материалов, надежность и герметичность в сочетании с разборностью и доступностью поверхности теплообмена для механической очистки её от загрязнений; унификация узлов и деталей; технологичность механизированного изготовления широких рядов поверхностей теплообмена для различного диапазона рабочих температур, давлений и т. д. При созданиях новых, более эффективных теплообменных аппаратов стремятся, во-первых, уменьшить удельные затраты материалов, труда, средств и затрачиваемый при работе энергии по сравнению с теми же показателями существующих теплообменников.
Удельными затратами для теплообменных аппаратов называют затраты, отнесенные к тепловой производительности в заданных условиях, во-вторых, повысить интенсивность и эффективность работы аппарата.
Интенсивностью процесса или удельной тепловой производительностью теплообменного аппарата н азывается количество теплоты, передаваемого в единицу времени через единицу поверхности теплообмена при заданном тепловом режиме.
Интенсивность процесса теплообмена характеризуется коэффициентом теплопередачи k . На интенсивность и эффективность влияют также форма поверхности теплообмена; эквивалентный диаметр и компоновка каналов, обеспечивающие оптимальные скорости движения сред; средний температурный напор; наличие турбулизирующих элементов в каналах; оребрение и т. д. Кроме конструктивных методов интенсификации процесса теплообмена существует режимные методы, связанные с изменением гидродинамических параметров и режима течения жидкости у поверхности теплообмена.
Режимные методы включают: подвод колебаний к поверхности теплообмена, создание пульсации потоков, вдувание газа в поток либо отсос рабочей среды через пористую стенку, наложении электрических или магнитных полей на поток, предотвращения загрязнений поверхности теплообмена путем сильно турбулизации потока и т. д.
Постановка задачи В вертикальном трубчатом теплообменном аппарате подогревается вода, массовым расходом m 2 . Температура воды изменяется от t ` 2 до t `` 2 за счет теплоты конденсации сухого насыщенного водяного пара давлением P. Нагреваемая вода протекает внутри латунных трубок диаметром d 2 / d 1 . Ориентировочная высота трубок Н. Скорость движения воды W 2 . Водяной пар подается в межтрубное пространство.
Определить необходимую площадь поверхности нагрева, а также расход греющего водяного пара.
| № вариан-та | m 2 , кг/с | t ` 2 , 0 С | t `` 2 , 0 С | d 2 / d 1 , мм/мм | W 2 , м/с | P, кПа | H, м |
| 2 | 20 | 30 | 80 | 19/17.5 | 1.2 | 143 | 3.2 |
Рис. 1. Схема движения теплоносителей Рис. 2. Схематическое изображение в теплообменном аппарате. теплопередачи в через одиночную трубку . 
Рис. 3. Схема перепада температуры теплоносителей вдоль теплообменной поверхности парожидкостного теплообменного аппарата.
Определяем среднеарифметическую температуру воды: t ж2 = 0.5 
где t’ ж2 - температура воды на входе в подогреватель, °С; ( t ` ж2 =30°С), t” ж2 - температура воды на выходе из подогревателя, °С, ( t `` ж2 =80 °С) ; По таблице физических свойств воды находим основные параметры : С Рж2 = 4176.5 кДж/(кг .0 С) - теплоемкость воды ; ж2 =0.6535 Вт/(м .0 С) - коэффициент теплопроводности ; ж2 = 985.65 кг/м 3 - плотность воды ; ж2 =0.517 . 10 –6 м 2 /с - коэ ф фициент кинематической вязкости ; Pr ж2 = 3.26 - число Прандтля ; Определяем количество теплот ы, передаваемой паром воде: 
4176 кВт , где m ж2 - массовый расход воды, 
; ( m ж2 =20 С Рж2 - теплоемкость воды, 
(С Рж2 =4,1765 ; t’ ж2 - температура воды на входе в подогреватель, °С; t” ж2 - температура воды на выходе из подогревателя, °С, Находим расход пара m ж1 . При заданном давлении пара Р = 143 кПа температура насыщения t н = 108.5 0 С. Теплота парообразования, определяемая по температуре на сыщения пара - r пар = 2253 кДж/кг; 
где Q - количество теплот ы, передаваемой паром воде, кВт; r пар - теплота парообразования, определяемая по температуре на сыщения пара ; 2. Коэффициент теплоотдачи к наружной поверхности трубки. Для расчета коэффициента теплоотдачи к внешней поверхности трубки при конденсации пара необходимо знать температуру внешней поверхности стенки t с1 . Так как значение этой величины неизвестно, то расчет проводим методом последовательных приближений. За определяющую температуру принимаем t н . Определяем среднелогарифмический температурный напор: 
0 С, где t н - температура насыщения, 0 С; t’ ж2 - температура воды на входе в подогреватель, °С; t” ж2 - температура воды на выходе из подогревателя, °С ; В первом приближении задаемся: 
По таблице физических свойств воды на линии насыщения определяем основные параметры при t н = 108.5 0 С: ж1 = 0.6845 Вт/(м .0 С) - коэффициент теплопроводности ; ж1 = 952 кг/м 3 - плотность пленки конденсата ; ж1 = 0.275 . 10 –6 м 2 /с - коэ ф фициент кинематической вязкости ; Pr ж1 = 1.63 - число Прандтля ; При температуре стенок в первом приближении t I c 1-2 = 84 0 С : Pr I с1 = Pr I с2 = 2.1; Приведенная длина трубки (комплекс Григуля при конденсации): 
где t н - температура насыщения, 0 С; t I с1 - температура стенки в первом приближении, °С; Н – высота трубок; g -ускорение свободного падения; ж1 - коэ ф фициент кинематической вязкости конденсата , м 2 /с ; ж1 - коэффициент теплопроводности конденсата, Вт/(м .0 С) ; r пар - теплота парообразования, определяемая по температуре на сыщения пара , кДж/кг; ж1 - плотность пленки конденсата , кг/м 3 ; Так как комплекс Григуля Z = 4606 > 2300, то режим течения пленки конденсата смешанный. Для смешанного режима течения пленки конденсата расчет производим за уравнением подобия: 
Re I ж1 – безразмерный критерий Рейнольдса , характеризирующий отношение сил инерции к силам молекулярного трения и определяющий характер течения пленки конденсата; Z – комплекс Григуля; Pr ж1 - ч исло Прандтля для пленки конденсата при температуре нас ыщения t н = 108,5 0 С ; Pr I с1 - ч исло Прандтля для пленки конденсата при температуре стенки в первом приближении t I с = 84 0 С ; Определяем ко э ффициент теплоотдачи пара к внешней поверхности трубк и: 
I 1 – коэффициент тепло отдачи , Вт/м 2.0 С; Re – число Рейнольдса ; r пар - теплота парообразования, определяемая по температуре на сыщения пара , кДж/кг; ж1 - плотность пленки конденсата , кг/м 3 ; ж1 - коэ ф фициент кинематической вязкости конденсата , м 2 /с ; t н - температура насыщения, 0 С; t I с1 - температура стенки в первом приближении, °С; Н – высота трубок; 3. Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности трубки.
Находим режим течения подогреваемой воды; число Рейнольдса для гидродинамического течения жидкости внутри труб: 
где Re I ж2 – безразмерный критерий Рейнольдса; W 2 – скорость движения нагреваемой воды, м/с; d 1 – внутренний диаметр трубки, м; ж2 - коэ ф фициент кинематической вязкости нагреваемой воды, м 2 /с; Течение воды турбулентное; Поправка на начальный термический участок стабилизации потока: H/d 1 = 3.2 / 0.0175 = 183 > 50 => E L =1; Безразмерн ый коэффициент теплоотдачи, характеризующий теплообмен на границе стенка – жидкость: 
где Nu I ж2 – безразмерный критерий Нуссельта, представляющий собой отношение величины плотности теплового потока, переданного в процессе теплоотдачи, к величине плотности теплового потока, переданного через слой толщиной L теплопроводностью; Re ж2 – безразмерный критерий Рейнольдса ; Pr ж2 - ч исло Прандтля для нагреваемой воды при среднеарифметической температуре t ж = 55 0 С ; Pr I с2 - ч исло Прандтля для воды при температуре стенки в первом приближении t I с = 84 0 С ; E L – поправка на начальный термический участок стабилизации потока; Находим ко э ффициент теплоотдачи внутренней поверхности трубк и к воде: 
где I 2 – коэффициент тепло отдачи , Вт/м 2.0 С; Nu I ж2 – безразмерный критерий Нуссельта; ж2 - коэффициент теплопроводности вод ы , Вт/(м .0 С) ; d 1 – внутренний диаметр трубки, м; 4. Коэффициент теплопередачи.
Рассчитываем коэффициент теплопередачи. Так как для цилиндрической тонкостенной трубки выполняется условие соотношения 
, то расчет коэффициента теплопередачи производим по формуле плоской стенки: 
; где I с = 114.6 Вт/(м .0 С) в первом приближении для латуни при t I c 2 = 84 0 С ; k I – коэффициент теплопередачи, Вт/(м 2.0 С) ; I 1 , I 2 – коэффициенты тепло отдачи , Вт/м 2.0 С; c – толщина стенки трубки, м; 5. Площадь поверхности нагрева.
Средняя плотность теплового потока: q I = k I . t = 3257 . 49.3 . 10 -3 =160.6 кВт / м 2 , где q I – плотность теплового потока, кВт / м 2 ; k I – коэффициент теплопередачи, Вт/(м 2.0 С); t – температурный напор; Площадь поверхности нагрева в первом приближении: 
F I – площадь поверхности нагрева, м 2 ; Q - количество теплот ы, кВт; q I – плотность теплового потока, кВт / м 2 ; Выбор расчетного диаметра – так как I 1 I 2 , то d p = d 1 ; Рассчитываем количество трубок в теплообменном аппарате : 
Количество трубок в одном ходе многоходового теплообменного аппарата соответственно определяем, как: 
Количество ходов многоходового теплообменного аппарата будет равняться: 
Примечание.
Величины n, n 0 , z TOA округляем до целых.
Действительное количество ходов многоходового теплообменного аппарата и действительная длина трубок в одном ходе будут соответственно равняться: 
Погрешность в определении действительной длины трубок составит: 
Проверка исходных допущений . H / d 1 = 3.307 / 0.0175 = 189 >> 50 - канал является условно длинным, следовательно исходная предпосылка верна – Е L =1; Производим расчеты для уточнения температур поверхностей теплообмена со стороны разных теплоносителей и погрешности вычислений : 
Так как полученные значения величин H , t c 1 не совпадают с принятыми, а t c 2 превышает допустимую величину погрешности 5% для учебных задач в определении температуры стенки, производим повторный расчет, принимая Н=3.3 м, t c 1 = 83 0 С , t c 2 = 78 0 С . При t н = 108.5 0 С физические свойства пленки конденсата следующие: ж1 =0.6845 Вт/(м .0 С); ж1 = 952 кг/м 3 ; ж1 =0.275 . 10 –6 м 2 /с; Pr ж1 = 1.63; При t II c 1 = 83 0 С : Pr II с1 = 2.1 3 ; Приведенная длина трубки: 
Для смешанного режима течения пленки конденсата расчет производим за уравнением подобия: 
Определяем ко э ффициент теплоотдачи пара к внешней поверхности трубк и: 
Находим режим течения подогреваемой воды; число Рейнольдса для гидродинамического течения жидкости внутри труб: 
Течение воды турбулентное; Поправка на начальный участок: H/d 1 = 26 / 0.0175 = 1485 > 50 => E L =1; При t II c 2 = 77 0 С : Pr II с2 = 2. 31 ; 
Находим ко э ффициент теплоотдачи внутренней поверхности трубк и к воде: 
Рассчитываем коэффициент теплопередачи, где II с = 114 Вт/(м .0 С) в о втором приближении для латуни при t c = 0.5(t II c 1 +t II c 2 ) =0.5 . (83 +78) = 80,5 0 С . 
; Средняя плотность теплового потока: q II = k II . t = 3233 . 49.3 . 10 -3 =159.4 кВт / м 2 ; Площадь поверхности нагрева во втором приближении: 
Выбор расчетного диаметра – так как I 1 I 2 , то d p = d 1 ; Рассчитываем количество трубок в теплообменном аппарате : 
Количество трубок в одном ходе многоходового теплообменного аппарата : Количество ходов многоходового теплообменного аппарата будет равняться: 
Действительное количество трубок и действительная длина трубок в одном ходе : 
Погрешность в определении действительной длины трубок: 
У точняем температуры поверхностей трубки : 
Температура поверхностей стенок трубок во втором приближении : t c 1 = 83.3 0 C и t c 2 = 78 0 C . Совпадение полученных значений с ранее принятыми лежит в пределах точности расчета и, таким образом, окончательно принимаем площадь поверхности нагрева F = 26.2 м 2 и расход греющего водяного пара m =1.853 кг/с. Вывод Таким образом, произведен проектный тепловой расчет рекуперативного пароводяного теплообменного аппарата с тепловой нагрузкой 4.176 МВт.
НАШИ КОНТАКТЫ
