Тепловой и гидравлический расчёт кожухотрубчатого теплообменника
Контрольная работа - Разное
Другие контрольные работы по предмету Разное
Содержание
Введение
1.Задание
2.Поверочный расчёт кожухотрубчатого теплообменного аппарата
3.Гидравлический расчёт теплообменного аппарата
. Заключение
Литература
Общее количество листов
Введение
Теплообменные аппараты (теплообменники) представляют собой устройства, предназначенные для передачи тепла от одной рабочей среды (теплоносителя) к другой. Теплоносители могут быть газообразными, жидкими и твердыми. Теплообменники имеют различные назначения. В них могут протекать процессы нагревания, охлаждения, кипения, конденсации, расплавления и затвердевания. А также сложные термохимические процессы: выпаривание, ректификация, полимеризация, вулканизация и многие другие.
По характеру обмена теплом теплообменные аппараты разделяются на:
поверхностные;
смесительные.
По принципу действия теплообменные аппараты могут быть разделены на:
рекуперативные;
регенеративные;
смесительные.
Выделяются еще теплообменные устройства, в которых нагрев или охлаждение теплоносителя осуществляются за счет внутренних источников теплоты.
Кожухотрубчатые теплообменники - аппараты, выполненные из пучков труб, собранных при помощи трубных решеток, ограниченные кожухами и крышками со штуцерами.
Трубное и межтрубное пространства в аппарате разобщены, а каждое из этих пространств может быть разделено при помощи перегородок на несколько ходов.
Перегородки устанавливаются с целью увеличения скорости и интенсивности теплообмена теплоносителей. Теплообменники этого типа предназначаются для теплообмена между различными жидкостями, между паром и жидкостями или между жидкостями и газами. Они применяются тогда, когда требуется большая поверхность теплообмена.
Трубки теплообменников изготавливают прямыми, поэтому они легко доступны для очистки и замены в случае течи.
В большинстве случаев греющий теплоноситель вводится в межтрубное пространство, а нагреваемая жидкость протекает по трубам. Конденсат из межтрубного пространства выходит к конденсатоотводчику через штуцер, расположенный в нижней части кожуха.
Для компенсации температурных удлинений, возникающих между кожухом и трубками, предусматривается возможность свободного удлинения труб за счет различного рода компенсаторов.
Кожухотрубные аппараты могут быть:
вертикальными;
горизонтальными.
Вертикальные аппараты имеют большее распространение, так как они занимают меньше места и более удобно располагаются в рабочем помещении. Для удобства монтажа и эксплуатации максимальную длину трубок для них следует брать не больше 5 м.
Во избежание резкого снижения теплоотдачи от конденсирующегося пара к стенке в корпусе теплообменника должны быть предусмотрены краны для выпуска воздуха как из нижней части аппарата над поверхностью конденсата, так и из верхней его части.
Обычно корпус расположен горизонтально в аппараты типа жидкость-жидкость. Трубный пучок здесь прямотрубный, трубки жестко заделываются в трубные доски.
Компенсация тепловых расширений корпуса относительно трубного пучка обеспечивается компенсатором тепловых удлинений.
В межтрубном пространстве при течении жидкости для организованного эффективного поперечного обтекания трубного пучка устанавливаются промежуточные перегородки.
Физическое описание кожухотрубчатого теплообменника.
Рекуперативные теплообменные аппараты представляют собой устройства, в которых две жидкости с различными температурами текут в пространстве, разделенном твердой стенкой. Теплообмен происходит за счет конвекции и теплопроводности стенки.
Конвекция теплоты - процесс переноса теплоты макрочастицами . жидкости в пространстве из области с одной температурой .
в область с другой температурой.
Конвекция возможна только в текучей среде, в которой перенос теплоты неразрывно связан с переносом самой среды.
Конвективный теплообмен между потоками жидкости и поверхностью соприкасающегося с ним тела называется конвективной теплоотдачей.
При расчетах теплоотдачи используют закон Ньютона-Рихмана:
В зависимости от физических свойств жидкостей процесс теплообмена может протекать различно и своеобразно. Особенно большое влияние оказывают коэффициент теплопроводности, удельная теплоемкость, коэффициент температуропроводности и коэффициент вязкости.
Процесс теплоотдачи при течении жидкости в трубах является более сложным по сравнению с процессом теплоотдачи при омывании поверхности неограниченным потоком. Поперечное сечение трубы имеет конечные размеры. В результате, начиная с некоторого расстояния от входа, жидкость по всему поперечному сечению трубы испытывает тормозящее действие сил вязкости, происходит изменение температур жидкости как по сечению, так и по длине канала. Всё это сказывается на теплоотдаче.
Течение жидкости может быть ламинарным и турбулентным.
О режиме течения в трубах судят по значению числа Рейнольдса:
-если Re меньше Re1критического приблизительно равным 2000, то течение является ламинарным.
-развитое турбулентное течение в технических трубах устанавливается при Re>Re2 критического приблизительно равным 10000.
течение при Re=200010000 называют переходным. Ему соответствует и переходной режим теплоотдачи.
Теплообменные устройства сравнительно редко выполняются из одной поперечно-омываемой трубы, обычно т?/p>