Міністерство освіти і науки України
Сумський державний університет
Кафедра технічної теплофізики
Курсова робота
з дисципліни "Тепломасообмін"
Суми 2009
Зміст
1. Термодинамічний розрахунок
2. Визначення теплофізичних властивостей теплоносіїв
3. Попередня компоновка теплообмінної системи
4. Гідродинамічний розрахунок
5. Розрахунок теплопередачі після оребрення
Список літератури
1. Термодинамічний розрахунок
Постановка завдання:
При проектуванні теплообмінного апарату, метою розрахунку якого є визначення поверхні теплообміну, повинні бути відомі витрата гарячого та холодного теплоносіїв, їх температури на вході і на виході і теплоємності. Прийнято позначати параметри гарячого теплоносія індексом-1 і холодного теплоносія індексом-2.
Вихідні дані:
1. Температура вихлопних газів t г = 440 В° C.
2. Витрата вихлопних газів m 1 = 90кг/с.
3. Параметри води на вході в економайзер:
-температура води на вході в економайзер t 2 '= 105 В° C;
-тиск води на вході в економайзер p 1 = 2 бар.
4. Параметри вихлопних газів після пароперегрівача:
-температура вихлопних газів після пароперегрівача
t п = t г -50 В° C
5. Температура вихлопних газів на вході в економайзер
t 1 '= t 2 '' + О” t г , де О” t г = 15 ... 20 В° C.
Вимоги по опору:
Газодинамическое опір не повинно перевищувати О” p 1 ≤ 2кПа (2% від номіналу).
Гідродинамічні показники не обмежені, але швидкість води в трубах не повинна перевищувати 2-3 м/с.
Вихлопні гази газотурбінної установки містять 75% повітря, тому їх властивості можна вважати за властивостями повітря.
Газова постійна R = 292.
t 2 '' = 208 В° C при p 2 = 18 бар (з таблиці для води і сухої насиченої пара).
t 1 '= t 2 '' + (15 ... 20 В° C) = 208 +20 = 228 В° C
t п = t г -50 В° C = 500-50 = 450 В° C
В
Рисунок 1 - Принципова схема ПТУ
В
Рисунок 2 - Схема процесу в T, s-координатах
Термодинамічна модель
Якщо теплота гарячого теплоносія повністю сприймається холодним теплоносієм, то рівняння теплового балансу
, (2.1)
, (2.2)
де - тепловий потік.
Середня теплоємність в інтервалі температур від 0 до t визначається наступним емпіричним рівнянням:
C pm = 1, 0235 +. (2.3)
Рівняння теплопередачі:
, (2.4)
де - коефіцієнт теплопередачі;
- площа поверхні стінки;
- середній температурний напір.
Середній температурний напір:
, (2.5)
де,
Тепловий потік від вихлопних газів:
(2.6)
де h Г - ентальпія вихлопних газів.
Розрахункова частина
Визначаємо теплової потік:
,
В В
Знайдемо витрата води з енергобалансу:
.
де ентальпія h п = 3360 визначається за h, S - діаграмі для водяного пари при p 2 = 18 бар і t п = 450 В° C, = 869,5 - за таблицями для води при p 2 = 18 бар.
,
10,78 кг/с.
Тепловий потік в економайзері:
,
МВт.
Визначаємо температуру вихлопних газів на виході з економайзера:
,
,
,
174,11 Лљ С.
Середній температурний напір
44,63 Лљ С
Таблиця 1.1. Результати розрахунку.
найменування
позначення
розмірність
значення
теплова потужність економайзера
Q е
МВт
4,86 ​​
характерна температура після пароперегрівача
В
Лљ С
228
характерна температура газу на виході з економайзера
В
Лљ С
174,11
характерна температура води на вході в економайзер
В
Лљ С
90
характерна температура води на виході з економайзера
В
Лљ С
...
