Создан заказ №2449564
21 ноября 2017
РГЗ по ОНПЗ Задание Рассчитать и подобрать нормализированный кожухотрубчатый теплообменник для теплообмена между двумя водно-органическими растворами
Как заказчик описал требования к работе:
Необходимо написать решение задач по технологическим машинам и оборудованию. 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:
РГЗ по ОНПЗ
Задание
Рассчитать и подобрать нормализированный кожухотрубчатый теплообменник для теплообмена между двумя водно-органическими растворами.
Горячий раствор в количестве G1 охлаждается от t1н до t1к.
Начальная температура холодного раствора с расходом G2 равна t2н. Оба раствора коррозионно-активные жидкости с физико-химическими свойствами, близкими к свойствам воды. Горячая жидкость при средней температуре t1 имеет следующие физико-химические характеристики: ρ1=1005 кг/м3, λ1=0,647 Вт/(м*К), μ1=78*10-5Па*с, с1=4200 Дж/(кг*К).
Холодная жидкость при средней температуре t2 имеет следующие физико-химические характеристики: ρ2=947 кг/м3, λ2=0,702 Вт/(м*К), μ2=52*10-5Па*с, с2=4057 Дж/(кг*К)
Вариант G1 G2 t1н t1к t2н
8 26 14 176 61 28
Решение:
) Определение тепловой нагрузки (Q):
Q = G1*c1(t1н-t1к)
Q= 26*4200*(176-61)=12558000 Вт,
где G - массовый расход теплоносителя; c - средняя массовая теплоемкость; tн – начальная температура; tк – конечная температура.
2) Определение конечной температуры холодного раствора из уравнения теплового баланса:
t2k = t2н+Q/(G2*c2)
t2к=28+12558000 /(14*4057)=22 0С,
где 4057 Дж/(кг-К) - теплоемкость с2 холодного раствора.
3) Определение среднелогарифмической разности температур:
∆tср.лог.=[( 176 -61)-( 22-28)]/ln(72,5/40,6)=208,62 град.
4) Ориентировочный выбор теплообменника. (работа была выполнена специалистами author24.ru) Примем ориентировочное значение Re,op=15 000, что соответствует развитому турбулентному режиму течения в трубах. Очевидно, такой режим возможен в теплообменнике, у которого число труб, приходящееся на один ход, равно:
для труб dн=20х2 мм
nz=61*283,14*0,0016*15000*0,00078=289,49
для труб dн=25х2 мм
nz=61*283,14*0,0021*15000*0,00078=221,82
Re1op=15000
где n - число труб; число параллельных потоков; z - число ходов в кожухотрубчатых теплообменниках; d — внутренний диаметр теплообменных труб; Reор – ориентировочный критерий Рейнольдса; µ - динамическая вязкость;
Поскольку в данном примере свойства теплоносителей мало отличаются от свойств воды, примем минимальное ориентировочное значение коэффициента теплопередачи, соответствующее турбулентному течению: Кор=800 Вт/(м2*К). При этом ориентировочное значение поверхности теплообмена составит:
Fop = Q/(∆tср.лог.*Кор)
Fop=12558000 /(208,62 *800)=75,24 м2,
где Кор — ориентировочный коэффициент теплопередачи (Кор=800 Вт/(м2*К))
В многоходовых теплообменниках средняя движущая сила несколько меньше, чем в одноходовых, вследствие возникновения смешанного взаимного направления движения теплоносителей. Поправку для среднелогарифмической разности температур определим по уравнению.
Тепловая эффективность:
P = t2к-t2нt1н-t2н
P=t2к-t2нt1н-t2н=0,22
R = t1н-t1кt2к-t2н
R=t1н-t1кt2к-t2н=0,62
η = R2+1
ƞ=0,622+1=1,18
Толщина теплопередающей поверхности:
δ =R-1ln1-P1-RP
δ=R-1ln[1-P1-RP)=0,22
Для параллельно-смешанного тока теплоносителей с одним ходом в межтрубном пространстве и двумя ходами по трубам имеем:
ε∆t = ƞηδln{[2-P1+R-ηƞ]/[2-P(1+R+ηƞ)
ε∆t=ƞ/δln{[2-P1+R-ƞ]/[2-P(1+R+ƞ)=0,98
Разность температур стенкн и теплоносителя:
∆tср = ∆tср.лог.*ε∆t
∆tср=208,62 *0,98=204,45 град.
С учетом поправки ориентировочная поверхность составит:
Fop = Q/(∆tср*Кор)
Fop=12558000 /(208,62 *800)=75,24 м2
Теперь целесообразно провести уточненный расчет следующих вариантов
1К: D=600 мм, dн=25х2 мм, z=4, n/z=51,5
2К: D=600 мм, dн=20х2 мм, z=6, n/z=52,7
3К: D=800 мм, dн=25х2 мм, z=6, n/z=64
4К: D=800 мм, dн=20х2 мм, z=6, n/z=103
5) Уточненный расчет поверхности теплопередачи
Вариант 1К
Критерий Рейнольдса:
Re1 = 4G1Пdnzµ1
Re1=4*263,14*0,021*51,5*0,00078=392749,24
Критерий Прандтля:
Pr1 = c1µ1λ1
Pr1=4200*0,000780,647=5,063
где λ - теплопроводность;
Коэффициент теплоотдачи к жидкости, движущейся по трубам турбулентно, равен:
α1=0,6470,021*0,023*(392749,24)0,8*(5,063)0,4 = 4043,32 Вт/(м2/К)
Площадь сечения потока в межтрубном пространстве между перегородками Sмтр = 0,045 м2, тогда
Re2=14*0,025/(0,045*0,000947)=821,6
Pr2=c2µ2λ2=3,01
Коэффициент теплоотдачи к жидкости, движущейся в межтрубном пространстве, составит:
α1=0,7020,025*0,24*(821,6)0,6*(3,01)0,36=5631 Вт/(м2/К)
Оба теплоносителя - малоконцентрированные водные растворы; поэтому примем термические сопротивления загрязнений одинаковыми, равными r31=r32=1/2900 м2*К/Вт. Повышенная коррозионная активность этих жидкостей диктует выбор нержавеющей стали в качестве материала труб. Теплопроводность нержавеющей стали примем равной λст=17,5 Вт/(м*К)...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
22 ноября 2017
Заказ завершен, заказчик получил финальный файл с работой
5
РГЗ по ОНПЗ
Задание
Рассчитать и подобрать нормализированный кожухотрубчатый теплообменник для теплообмена между двумя водно-органическими растворами.jpg
2017-11-25 07:23
Последний отзыв студента о бирже Автор24
Общая оценка
5
Положительно
Решил задачу в срок, даже раньше) Отвечал на все мои вопросы, объяснял доступно и понятно.
Хочешь такую же работу?
300 ₽
