Тепловой расчёт секционного кожухотрубного водо-водяного теплообменного аппарата (схема противоток)

РАСЧЁТНО-ГРАФИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

по дисциплине «Тепломассообменное оборудование предприятий»

ОГТИ 140106.19

 

                                                                              Руководитель:

                                                                              ______________ Елыкова А.Р.

                                                                              «____»______________2006 г.

                                                                              Исполнитель:

                                                                              студент группы ЭО-41

                                                                              ______________ Словцов А.Е.

                                                                              «____»______________2006 г.

 

 

Орск 2006

Задача 1

Произвести тепловой  расчёт секционного кожухотрубного водо-водяного теплообменного аппарата (схема противоток).

Исходные данные

Теплопроизводительность водоподогревателя

Начальная температура греющей воды

Начальная температура нагреваемой воды

Конечная температура нагреваемой воды

Рис. 1. Общий вид горизонтального секционного кожухотрубного

теплообменника с опорами-турбулизаторами

Рис. 2. Конструктивные размеры теплообменника

 

1 - секция; 2 - калач; 3 - переход; 4 - блок опорных перегородок;

5 - трубки; 6 - перегородка опорная; 7 - кольцо; 8 - пруток;

 

Тепловой расчёт секционного кожухотрубного водо-водяного теплообменного аппарата (схема противоток)

 

2.1 Максимальный расход нагреваемой воды, проходящей через водоподогреватель

где с₂ – удельная теплоёмкость нагреваемой воды, кДж/(кг ·⁰С).

Удельная теплоёмкость нагреваемой воды при температуре

                                                           (1, прил. 9)

2.2 Необходимое сечение трубок водоподогревателя при скорости нагреваемой воды в трубках ω_тр = 1 м/с

где ρ₂ – плотность нагреваемой воды, кг/м³.

Плотность нагреваемой воды при температуре

                                                               (2, табл. 1.4)

По табл. 1 прил. 7 СП 41 – 101 – 95 и полученной величине необходимого сечения трубок водоподогревателя подбираем тип водоподогревателя со стандартными характеристиками.

Таблица 1 – Характеристики водоподогревателя

Величина		Обозначение	Ед. измер.	Значение
Наружный диаметр корпуса секции		DH	м	57
Число трубок в секции		n	шт	4
Площадь сечений межтрубного пространства		fмтр	м2	0,00116
Площадь сечения трубок		fтр	м2	0,00062
Эквивалентный диаметр межтрубного пространства		dэкв	м	0,0129
Коэффициент теплопроводности трубок		λст	Вт/(м·0С)	105
Поверхность нагрева одной секции	при длине секции 2м	fсек	м2	0,37
Тепловая производительность одной секции	Система из гладких труб длиной 2м (исполнение 1 )	Qсек	кВт	8
Размер трубки			мм

                                                                                           (3, табл. 7.1)

2.3 Скорость воды в трубках при двухпоточной компоновке

2.4 Температура греющей воды на выходе из водоподогревателя

Принимаем температуру греющей воды на выходе из водоподогревателя

2.5 Максимальный расход греющей воды, проходящей через водоподогреватель

где с₁ – удельная теплоёмкость греющей воды, кДж/(кг·⁰С).

Удельная теплоёмкость греющей воды при температуре

                                                        (1, прил. 9)

2.6 Скорость воды в межтрубном пространстве при двухпоточной компоновке

где ρ₁ – плотность греющей воды, кг/м³.

Плотность греющей воды при температуре

                                                                (2, табл. 1.4)

2.7 Средняя температура греющей воды

2.8 Средняя температура нагреваемой воды

 

2.9 Коэффициент теплоотдачи от греющей воды к стенке трубки

2.10 Коэффициент теплоотдачи от стенки труб к нагреваемой воде

2.11 Коэффициент теплопередачи водоподогревателя

где φ – коэффициент эффективности теплообмена;

β – коэффициент, учитывающий накипь и загрязнение поверхности труб в зависимости от свойств воды;

а – толщина стенки трубы, м.

λ_ст = 105 Вт/(м·⁰С); φ = 1,2; β = 0,92; а = 0,001 м            (3,прил. 7)

2.12 Среднелогарифмическая разность температур между нагреваемой и греющей водой в водоподогревателе

2.13 Требуемая поверхность нагрева водоподогревателя

2.14 Число секций водоподогревателя

Принимаем 6 секций в одном потоке.

Действительная поверхность нагрева одного потока

 

Рис.3. Изменения температур теплоносителей

по поверхности аппарата

 

2.15 Выбор теплообменного аппарата

По полученной действительной поверхности нагрева водоподогревателя выбираем горизонтальный теплообменный многоходовой кожухотрубный аппарат для систем горячего водоснабжения в ИТП при двухпоточной схеме.

Таблица 2 – Техническая характеристика ТМПГ 76×2 –1,0 – 5 – УЗ

Величина		Ед. измер.
Тепловая мощность		кВт	270
Площадь поверхности нагрева		м2	3,25
Число ходов (секций)		шт	5
Площадь сечения	трубок	м2	0,00108
	межтрубного пространства	м2	0,00233
Размер трубки,		мм
Эквивалентный диаметр		мм	0,0164
Наружный диаметр корпуса секции		мм	500
Габариты, a×l×h		мм	0,55 × 2,51 × 0,73
Масса одного блока		кг	350
Потери давления	по трубкам	кПа	20
	по межтрубному пространству	кПа	29
Максимальный расход нагреваемой воды		м3 /ч	6,7
Коэффициент теплопередачи		Вт/(м2·0С)	5180

                                                                                           (3, табл. 7.4)