Тепловой и гидромеханический расчёт пластинчатых теплообменников
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
ения канала
приведенная длина канала
условный диаметр углового отверстия
Расчёт выполнен по методике в соответствии с РТМ 26-01-36-70 Теплообменники пластинчатые. Методы тепловых и гидромеханических расчётов. УкрНИИхиммаш,1970г.
теплообменный теплоноситель температурный конструктивный
2. Тепловой расчёт
1.Количество тепла, передаваемого в единицу времени:
2.Расход нагреваемой воды:
3.Средний температурный напор:
Схема потоков:
Первое приближение:
4.Рациональная скорость движения воды в каналах теплообменника:
Для ориентировочного расчёта скорости W1 движение воды в каналах между пластинами принимаем коэффициент теплоотдачи со стороны хода воды
(*)
где и - теплопроводность и толщина слоя загрязнений на стенке со стороны хода воды
,
где - коэффициент общего гидравлического сопротивления единицы относительной длины извилистого щелевидного канала, безразмерный
Тогда:
. Критерий Рейнольдса:
6. Проверим принятое значение коэффициента общего гидравлического сопротивления:
,
что достаточно близко к принятой величине
. Критерий Прандтля Pr1 и Prст при :
Pr1 =1,89
. Критерий Нуссельта:
. Коэффициент теплоотдачи от воды к стенке:
. Рациональная скорость движения воды в каналах теплообменника:
для ориентировочного расчёта скорости W2 принимаем
(**)
где и - теплопроводность и толщина слоя загрязнений со стороны хода воды
Тогда:
. Критерий Рейнольдса:
. Проверим принятое значение коэффициента общего гидравлического сопротивления:
,
что достаточно близко к принятой величине
. Значение критериев Прандтля иPr2 и Prст для воды при:
. Критерий Нуссельта:
. Коэффициент теплоотдачи от стенки к воде:
. Термическое сопротивление стенки пластины и загрязнений на ней: термические сопротивления загрязнений на стенке (выразив ?1 и ?2 из(*)и (**)):
. Коэффициент теплопередачи при выбранных выше скоростях:
. Поверхность теплообмена:
Принимаем ближайшую стандартную поверхность теплообмена
3. Конструктивный расчёт
. Площадь поперечного сечения пакета:
по стороне хода греющей воды
по стороне хода нагреваемой воды
. Количество каналов в одном пакете:
для греющей воды
принимаем
для нагреваемой воды
принимаем
. Число пластин в одном пакете:
для греющей воды
для нагреваемой воды
. Поверхность теплообмена одного пакета:
для греющей воды
для нагреваемой воды
. Количество пакетов в аппарате:
по стороне хода греющей воды
принимаем
по стороне хода нагреваемой воды
принимаем
. Число пластин в аппарате:
. Схема компоновки пластин в аппарате при X1=7 и X2=5:
Второе приближение:
. Фактическая площадь поперечного сечения пакетов для принятого аппарата:
. Фактическая скорость движение воды в каналах:
Проверим величину выбранной поверхности теплообмена при фактических скоростях рабочих сред.
Критерий Рейнольдса:
Критерий Нуссельта:
Коэффициент теплоотдачи:
Коэффициент теплопередачи:
Поверхность теплообмена:
Выбранная поверхность теплообмена F=110м2 и схема компоновки удовлетворяют заданным исходным условиям.
4. Гидромеханический расчёт
Из предыдущих разделов расчёта имеем:
. Фактические скорости движения кислоты и воды в каналах теплообменника:
W1=0,321 м/с W2=0,421 м/с
Критерий Рейнольдса:
Re1=8152,9 Re2=9464,8
. Коэффициент общего гидравлического сопротивления единицы относительной длины канала:
. Гидравлическое сопротивление пакетов пластин:
. Проверим скорости движения воды в штуцерах входа и выхода:
Так как скорость воды в штуцере меньше расчётной W0=2,5 м/с, то не рассчитываем местное гидравлическое сопротивление штуцера:
. Общее гидравлическое сопротивление теплообменника:
для греющей воды
для нагреваемой воды
. Сопоставим заданные максимально допустимые гидравлические сопротивление с расчётным условие:
или
Что удовлетворяет заданному условию.
. Расчёт мощности, необходимый для преодоления гидравлических сопротивлений при прокачивании воды через теплообменник:
где и - коэффициенты полезного действия насосов
- насос КНЗ-8/32
- насос 6К-8б
Таким образом, расчёт показал, что для заданных условиях требуется теплообменник:
Т