Создан заказ №2194064
16 июня 2017
вариант 21 На основе анализа возможных схем теплообменников учёта их конструктивных особенностей выбрать оптимальную схему теплообменника и провести конструктивный и тепловой расчёт
Как заказчик описал требования к работе:
Необходимо написать решение задач по теплоэнергетике и теплотехнике. Обращаюсь к авторам, у которых много работ по этой дисциплина. Прикрепляю пример и оформление доклада. Срок - 3 дня. 12 страниц печатного текста шрифт 14
Фрагмент выполненной работы:
вариант 21
На основе анализа возможных схем теплообменников, учёта их конструктивных особенностей выбрать оптимальную схему теплообменника и провести конструктивный и тепловой расчёт.
Исходные данные:
- схема движения – прямоток;
- производительность, Q=8*106 [Дж/кг];
- температура греющей воды на входе, t1′=160 [С];
- температура греющей воды на выходе, t1=140 [С];
- температура нагревающей воды на входе, t2=75 [C];
- температура нагревающей воды на выходе, t2=100 [C];
- поверхность нагрева (латунные трубки), dвн/dн=18/20 [мм];
- теплопроводность материала, ст= 105 Вт/м*К;
- толщина накипи, нак = 0,2 мм;
- теплопроводность накипи, нак=3,49 Вт/ м*К
- КПД, =0,93.
Решение:
Конструктивный расчет
Расчет производим с учетом, что греющая вода протекает в межтрубном пространстве теплообменника.
Средняя температура греющей воды
t1ср=t1'+t1"2=160+1402=150 ℃
По температуре t1 ср=150 ℃ находим:
- плотность воды
ρис1=916,8 кг/м3
- удельная теплоемкость воды
Ср1=4312 Дж/кг*К
- коэффициент теплопроводности воды
λис1=0,684 Вт/кг*К
- коэффициент кинематической вязкости
υис1=0,282*10-6
- критерий Прандтля
Prис1 =1,17
Средний объемный расход греющей воды, протекающей в межтрубном пространстве
V1=QCp1t1'-t1"∙ρис1∙η=8∙1064312∙160-140∙916,8∙0,93=0,0108 м3/с
Средняя температура нагреваемой воды
t2ср=t2'+t2"2=75+1002=87,5 ℃
По температуре t2ср=87,5 ℃ находим:
- плотность воды
ρис2=998-30=968 кг/м3
50-0,040
37,5-х
x=37,5∙4050=30
- удельная теплоемкость воды
Ср2=4178-3,25=4181,25 Дж/кг*К
10 - 13
2,5 - х
x=2,5∙1310=3,25
- коэффициент теплопроводности воды
λис2=0,659+0,00325=0,66225 Вт/кг*К
10 - 0,005
6,5 – х
x=6,5∙0,0510=0,00325
- коэффициент кинематической вязкости
υис2=(0,478+0,02535)*10-6=0,50335*10-6
10 – 0,039*10-6
6,5 - х
x=6,5∙0,039∙10-610=0,02535
- критерий Прандтля
Prис2 =2,98-0,065=2,915
10 – 0,26
2,5 - х
x=2,5∙0,2610=0,065
Средний объемный расход нагреваемой воды
V2=QCp2t2'-t2"∙ρис2∙η=8∙1064181,25∙100-75∙968=0,027 м3/с
Суммарная площадь поперечного сечения трубок в секциях
fт=V22=0,0272=0,019 м2
Количество трубок
nт=4∙fтπ∙dвн2=4∙0,019π∙0,0182=75
По таблице 2 стандартное количество трубок: nт'=91
Значение относительного диаметра трубной решетки
D'S=10
где - внутренний диаметр трубной решетки; S-шаг между трубками, который находится по формуле:
S=1,4∙dнар=1,4∙0,02=0,028 м
Тогда внутренний диаметр трубной решетки
D'=D'S∙S=10∙0,028=0,28 м
Внутренний диаметр корпуса аппарата
Dвн=D'+dнар+2∙k=0,28+0,02+2∙0,008=0,3 м
где k-кольцевой зазор, который равен 0,008м.
Площадь поперечного сечения корпуса
Fк=π∙Dвн24=3,14∙0,3024=0,078 м2
Площадь занятая трубками
fт'=π∙dнар2∙nт'4=3,14∙0,022∙914=0,029 м2
Поперечное сечение пространства
fмт=Fк-fт'=0,078-0,029=0,050 м2
Скорость воды в межтрубном пространстве
v1=V1fмт=0,01080,05=0,2 м/с
v2=0,54 м/с
Тепловой расчет теплообменника
Тепловой расчет производится применительно к многослойной стенке с учетом накипи.
2.1 Определение коэффициента теплопередачи α1
Коэффициент теплопередачи α1 от греющей воды к стенкам труб.
а) Критерия Рейнольдса
Re1=v1∙dэквν1=0,2∙0,0290,203∙10-6=31963,6
где dэкв – эквивалентный диаметр
dэкв=Dвн2-nт'∙dнар2nт'∙dнар+Dвн=0,32-91∙0,02291∙0,02+0,3=0,029 м
б) Критерий Нуссельта:
Режим турбулентный, так как Re>10000
Nu1=0,023∙Re10,8∙Pr20,43∙Pr1Prст10,25=0,023∙31963,60,8∙1,170,43∙1,171,10,25=100,33
Коэффициент теплопередачи
α1=Nu1∙λ1dэкв=100,33∙0,6840,029=2310,23 Вт
2.2 Коэффициент α2 от стенке к трубе с нагревающей жидкостью
а) Критерий Рейнольдса:
Re2=v2∙dвнν2=0,54∙0,0180,50335∙10-6=19383,12
б) Критерий Нуссельта при турбулентном режиме (Re>10000):
Nu2=0,023∙Re20,8∙Pr20,43∙Pr2Prст20,25=0,023∙19383,120,8∙2,9150,43∙2,9152,730,25=99,67
α2=Nu2∙λ2dнар=99,67∙0,662250,02=3300,44 Вт
где Prст - критерий Прандтля, который берется по наибольшей температуре
2.3 Коэффициент теплоотдачи
k=11α1+Δстλст+Δнахλнах+1α2=112310,23+0,001105+0,00023,49+13300,44=1245,83
где Δст – толщина стенки
Δст=dнар-dвн2=0,02-0,0182=0,001 м
2.4 Поверхность теплообменника
F=Qk∙∆tср=8∙1061245,8∙59,7=107,56 м2
где ∆tср средняя температура равна:
∆tср=t1'-t2'-t1"-t2"lnt1'-t2't1"-t2"=160-75-140-100ln160-75140-100=59,7 ℃
2.5 Длина трубок в секции:
L=Fπ∙dср∙nт'=107,563,14∙0,019∙91=19,81 м
где dср -средний диаметр, который равен:
dср=dнар+dвн2=0,02+0,0182=0,019м
2.6 Число секций:
nс=Ll=19,814,08=4,855 шт
где l нормативная длина секции, равная 4,08 м
Выбираем в соответствии с расчетными данными подогреватель ВВПЛ-300 с внутренним диаметром корпуса Dвн=309 мм
Список использованной литературы
1. (работа была выполнена специалистами Автор 24) Альтшуль А.Д., Калицун В.И., Майрановский Ф.Г. и др. Примеры расчетов по гидравлике: Учебное пособие. - М.: Стройиздат, 1976. 256 с.
2. Андреев А.Ф., Барташевич Л.В., Боглан Н.В. и др. Гидро- пневмоавтоматика и гидропривод мобильных машин. Объемные гидро- и пневмомашины и передачи. - Минск: Высшая школа, 1987. 310 с.
3. Башта Т.М. Гидропривод и гидропневмоавтоматика. - М.: Машиностроение, 1972. - 320 с.
4. Башта Т.М., Руднев С.С., Некрасов Б.Б. и др. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: Учебник. 2-е изд., перераб. - М.: Машиностроение, 1982. - 423 с.
5. Богданович Л.Б. Гидравлические механизмы поступательного движения: Схемы и конструкции. - М., Киев: МАШГИЗ, 1958. - 181 с.
6. Богомолов А.И., Михайлов К.А. Гидравлика: Учебник. Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1972. - 648 с.
7.Васильченко В.А. Гидравлическое оборудование мобильных машин: Справочник. - М.: Машиностроение, 1983. - 301 с., ил.
8. Емельянов В.А.. Косарев А.А. Основы гидромассодинамики и
теплообмена.: Учеб. Пособ...Посмотреть предложения по расчету стоимости
Заказчик
заплатил
заплатил
20 ₽
Заказчик не использовал рассрочку
Гарантия сервиса
Автор24
Автор24
20 дней
Заказчик принял работу без использования гарантии
17 июня 2017
Заказ завершен, заказчик получил финальный файл с работой
5
вариант 21
На основе анализа возможных схем теплообменников учёта их конструктивных особенностей выбрать оптимальную схему теплообменника и провести конструктивный и тепловой расчёт.jpg
2020-04-15 12:18
Последний отзыв студента о бирже Автор24
Общая оценка
4
Положительно
Задача выполнена гораздо раньше поставленных сроков.
Без ошибок, аккуратно и с пояснениями
большое спасибо
Хочешь такую же работу?
300 ₽
