Расчет аппаратов воздушного охлаждения
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
7778,4 ( 648,7 - 350,6 ) = 20204741,04 кДж/ч = 5612,4 кВт.
2.4.2 Тепловая нагрузка зоны охлаждения конденсата
Тепловую нагрузку определяем по формуле [4,с.133]:
воздушный охлаждение конденсация бензин
Q2 = G (iТн.к.- iТохл), (2.10)
где iТохл - энтальпия жидкого бензина, при конечной температуре бензина.
Тохл = 80С = 353 К и ?293277 = 0,7526
Пользуясь Приложением 3 [ 4, с.332 ], интерполяцией находим iТохл: iТохл = 167,5 кДж/кг.
Подставив известные величины в формулу 2.10, получим:
2= 67778,4 ( 350,6 - 167,5) = 12410225,04кДж/ч = 3447,3 кВт.
Общая тепловая нагрузка конденсатора:
= Q1 + Q2
Q = 5612,4 + 3447,3 = 9059,7 кВт.
2.5 Определение расхода воздуха
Не учитывая потерь тепла в окружающую среду и принимая температуру воздуха на выходе из аппарата T1" = 328 К, определим расход воздуха.
Уравнение теплового баланса конденсатора [4, c.134]:
Q = WСв(T1" - T1), (2.12)
откуда , (2.13)
где W - расход воздуха, кг/ч;
Q - тепловая нагрузка аппарата, кВт;
T1 = 291 К - начальная температура воздуха;
Св = 1,005 кДж /(кг*К) - теплоемкость воздуха [4, e. 107],
Получим:
кг/ч
2.6 Определение конечной температуры воздуха
Тепловой баланс первой зоны [4, с.135] :
1 = W ( T1"-T1 )СВ , (2.14)
откуда:
(2.15)
.
2.7 Расчет зоны конденсации
2.7.1 Коэффициенты теплоотдачи со стороны бензина
Коэффициент теплоотдачи от конденсирующих паров бензина к наружной поверхности горизонтальной трубки аппарата рассчитываем по формуле [4,с.137]:
где r - теплота конденсации углеводородных паров. Дж/кг;
? - плотность конденсата, кг/м3;
? - коэффициент теплопроводности конденсата, Вт/(м к) ;
? - динамическая вязкость конденсата. Па с ;
?Т - разность температур конденсирующего пара и стенки, К;
dН = 0,028 м - наружный диаметр трубок аппарата. dН берется по чертежу.
Значения ?,? и ? берутся при средней температуре пограничного слоя конденсата Тm,
r - при средней температуре конденсации Ts.
= (Tн.к. + Тк.к.)/2 ; [4,с.138] (2.17) Ts = (428 + 403)/2 = 415,5 К.
Принимаем, что температура стенки трубы Тw = 326 К. Тогда средняя температура пограничного слоя конденсата:
= 0,5(Ts + Tw) (2.18)
Tm = 0.5 (415,5 + 326) = 371 К.
Коэффициент теплопроводности находим по формуле [4. c 138] :
, (2.19)
где р288288 - относительная плотность конденсата.
?288288 = ?420 + 5?, (2.20)
где ? - средняя температурная поправка на 1К определяемая по таблице.
Зная плотность конденсата в конце первой зоны р293277 = 0,7526 и пользуясь таблицей средних температурных поправок находим по формуле Менделеева [1, c.20]:
Tm277 = p293277 - ? (Tm - 293); (2.21)
P367277 = 0,7526 - 0.000874 (371 - 293) = 0,684.
Значение r находим, как разность энтальпий конденсата в паровой и жидкой фазах, при:
= 415,5 К и р277293 = 0,7526;
г = Jтs - i тs [4, с.138] (2.22)
Пользуясь Приложениями 2;3 [4, с.328: 332], интерполяцией находим
Jts и iTs: J393 = 1314,8 кДж/кг; i379 = 1127,9 кДж/кг.
Подставив полученные величины в формулу 2.22 получим:
= 1314,8- 1127,9 = 186,9 кДж/кг.
Зная кинематические вязкости бензина при 293 К и 323 К, находим значение ?Tm, пользуясь формулой Гросса [4, с 99]:
, (2.23)
где n - коэффициент.
В нашем случае:
?1 = ?293 = 1,105*10-6 м2/с , ?2 = ?323 = 0,78*10-6 м2/с [2, c. 216]
T1 = 293 К; Т2 = 323 К.
Решив формулу относительно n при известных ?1, и ?2, получим:
;
Тогда кинематическая вязкость для бензина, при 367 К определится из уравнения:
(2.25)
;
Откуда ?371 = 0,875*10-6 м2/с.
Для перевода кинематической вязкости в динамическую воспользуемся формулой [1, с.23]:
? = ?*? ; (2.26)
? = 0,875*10-6 * 684 = 5,98*10-4 Па?с;
Величина ?T будет равна:
?Т = Ts - Tw (2.39)
?Т = 379 - 326 = 53 K.
Подставляя найденные величины в формулу 2.16 получим:
Вт/м2*К
В соответствии с конструкцией аппарата [7], среднее число трубок, расположенных в одном вертикальном ряду, равно n = 15. Поэтому коэффициент теплоотдачи ?1 , от конденсирующего пара к поверхности пучка горизонтальных трубок найдем по формуле [4, с.138]:
?1 = ?n ? ?1 , (2.40)
где En - усредненный поправочный коэффициент, при различном размещении труб в пучке, - определяется по графику [8, с.305].
В нашем случае n = 15 получим:
?1 = 0,6 * 1447 = 868,2 Вт/м2*К
2.7.2 Коэффициент теплоотдачи со стороны воздуха в случае применения гладких труб
В целях правильного выбора расчетной формулы для ?2, следует определить значения критерия Рейнольдса для воздуха, при поперечном обтекании шахматного пучка труб аппарата.
Примем, что фронтальное к потоку воздуха сечение аппарата L В = 4 4 м2 [4 ,с.110] с шагом труб по ширине пучка S1 = 0,052 м. Шаг труб по глубине пучка S2 найдем следующим образом:
(2.41)
мм
Определим число n труб в одном горизонтальном ряду пучка из формулы:
Примем число рядов труб по вертикали одной секции nв = 8.
Определим площадь сжатого (наименьшего) сечения в пучке труб, через которое проходит воздух [4,c.111]:
= L(B - nd3); (2.44)
Fc = 4 (4 - 76 ? 0,028) = 7.5 м2
Скорость воздушного потока в сжатом сечении
(2.45)
где Vd - действительный секундный расход воздуха (берется из паспорта данных на вентилятор), м3/с
Средняя температура воздуха в конце первой зоны [4, c.139]
По таблице [4, с.10