1. Завдання
Провести конструкторський розрахунок рекуперативного кожухотрубного вертикального теплообмінного апарату з U-подібними трубами. По закінченню розрахунку виконати складальне креслення на креслярському аркуші формату А1 і скласти специфікацію.
.1 Вихідні дані
Малюнок 1.1 - Схематичне зображення теплообмінника
Витрата гріючої середовища, тиск гріючої середовища, ентальпія пара, температура пари, ентальпія конденсату гріючого середовища на виході із зони СП, температура дренажу на виході із зони СП, ентальпія дренажу на виході із зони ОД, температура дренажу на виході із зони ОД .
Витрата нагрівається середовища тиск нагрівається середовища, ентальпія на вході в теплообмінник, температура нагрівається середовища на вході в теплообмінник, ентальпія води на виході із зони ОД, температура води на виході, ентальпія води на виході із зони СП, температура води на виході з зони СП
2. Конструкторський розрахунок теплообмінника
.1 Визначення ескізної площі поверхні теплообміну
Ескізна площа поверхні теплового обміну - визначається для кожної зони з рівняння теплопередачі.
де i - ОП, СП, ОД;- Теплове навантаження i-ї зони, Вт, визначається з рівняння теплового балансу відповідної зони;- Середньо логарифмический температурний напір i-ї зони,;- Коефіцієнт теплопередачі для i-ї зони,.
Середній температурний напір,, для кожної виділеної i-ї зони підігрівача з урахуванням змішаною (багаторазово перехресного струму) схеми руху теплоносіїв може бути знайдений за рівнянням,
де - коефіцієнт, що враховує ефективність нагріву. Безрозмірні величини A, P і R визначаються за рівняннями
де індексом 1 позначає температура гріючого теплоносія, 2 - нагрівається. Штрих характеризує вхід, два штриха - вихід теплоносія.
Рисунок 2.1 - Графік температурного напору при противоточной схемою руху теплоносіїв
Коефіцієнт теплопередачі в кожній умовній зоні рекуперативного теплообмінника, в свою чергу, залежить від коефіцієнтів тепловіддачі від гріючого теплоносія до стінки і від стінки до нагріває теплоносій, які в свою чергу залежать від швидкостей теплоносіїв, конструктивних характеристик, площі поверхні та умов теплообміну. У зв'язку з цим на перший итеративном кроці конструкторського розрахунку значення коефіцієнта тепловіддачі для кожної зони теплообміну рекомендується приймати орієнтовно з наступного діапазону:
для зони охолодження пари (ОП) -;
для зони власного підігрівача (СП) -;
для зони охолодження конденсату пари (ОД) -.
Після визначення площі поверхні в кожній зоні, визначають сумарний ескіз поверхні -.
.1.1 Розрахунок зони СП
т.к. один з коефіцієнтів дорівнює нулю, то середній температурний напір для конкретної зони теплообміну в залежності від схеми струму руху теплоносіїв (прямоток або протитечія), за умови можна оцінити за формулою:
а при середній температурний напір можна розраховувати за формулою
де - відповідно велика і менша різниця температур теплоносіїв, обумовлена ??для противоточной схеми струму таким чином:...
