Создан заказ №3459310
14 декабря 2018
Определить основные размеры (поверхность нагрева число и длину трубок диаметр кожуха) и подобрать по каталогу вертикальный бойлер для приготовления горячей воды
Как заказчик описал требования к работе:
Задание: решить контрольную по процессам и аппаратам, срок 2 дня, очень нужно! Расписывайте, пожалуйста, подробное решение для каждой задачи.
Фрагмент выполненной работы:
Определить основные размеры (поверхность нагрева, число и длину трубок диаметр кожуха) и подобрать по каталогу вертикальный бойлер для приготовления горячей воды. Расход нагреваемой воды Q=35 м3/ч. Температура воды: начальная =10ºC, конечная =60ºC, нагревающим агентом является насыщенный водяной пар с давлением Р=2,5 ата.
Примечание:
1. Начертить схему вертикального бойлера.
2. Принять режим движения в трубках - турбулентный.
3. (работа была выполнена специалистами author24.ru) Расчет коэффициента теплопередачи вести методом построения нагрузочной характеристики или методом последовательных приближений.
4. Длиной трубок можно предварительно задаться, а затем ее уточнить. Если длина труб получается больше стандартной, то рассчитывается многоходовой теплообменник.
Решение:
Согласно заданию, нагрев воды в бойлере осуществляется насыщенным водяным паром при давлении 2,5 ата (0,245 МПа), что соответствует его температуре 125,60С [1, табл. LVII, с. 549].
Принимаем противоточную схему движения теплоносителей в бойлере и определяем разность температур на входе и выходе аппарата:
Водяной пар: 125,6→125,6
Вода: 60←10
∆tм=65,60С, ∆tб=115,60С
Рассчитываем среднюю движущую силу процесса теплообмена:
∆tcp=∆tб-∆tмln∆tб∆tм=115,6-65,6ln115,665,6=880С.
Принимаем для расчета вертикальный кожухотрубчатый теплообменник, состоящий из вертикальных труб диаметром 25х2 мм и высотой Н=4000 мм.
Рассчитываем тепловую нагрузку подогревателя:
Qв=1,05·Gв·cв·(t2-t1),
где Qв – количество теплоты, которое необходимо затратить на нагрев воды от начальной до конечной температуры, Вт;
1,05 – коэффициент, учитывающий возможные теплопотери в аппарате, принятый равным в размере 5% от величины Qв;
Gв – массовый расход воды в бойлере, кг/с;
св – удельная теплоемкость воды, Дж/(кг·К).
Так как вода нагревается в бойлере от 10 до 600С, ее средняя температура составит tсрв=(10+60)/2=350С.
Согласно справочным данным, плотность воды при 350С равна 994 кг/м3, удельная теплоемкость – 4180 Дж/(кг·К) [1, табл. XXXIX, с. 537]..
Gв=Q∙ρв3600=35∙9943600=9,66кгс;
Qв=1,05·9,66·4180·(60-10)=2119887 Вт
Принимаем турбулентный режим движения воды в теплообменнике (Re=10000) и рассчитываем число трубок в аппарате:
n=GBRe∙0,785∙μ∙d=9,6610000∙0,785∙0,7225·10-3∙0,021=81,
где μ – вязкость воды при 350С [1, табл. XXXIX, с. 537].
Для последующих расчетов принимаем ориентировочное значение коэффициента теплопередачи в проектируемом теплообменнике Кор=1000 Вт/(м2·К) [1, табл. 4.8, с. 172]. и определяем ориентировочное значение необходимой площади поверхности теплообмена аппарата:
Fop=QKop∙∆tcp=21198871000∙88=24 м2
Принимаем ориентировочно кожухотрубчатый теплообменник со следующими техническими характеристиками [1, табл. 4.12, с. 215]:
внутренний диаметр кожуха – D=400 мм;
общее число труб – n=111;
количество ходов – 1;
площадь поверхности теплообмена – F=35 м2;
диаметр труб – d=25x2 мм;
длина труб – L=4 м.
Уточняем значение критерия Рейнольдса при движении воды в трубном пространстве теплообменника:
Re=GBn∙0,785∙μ∙d=9,66111∙0,785∙0,7225·10-3∙0,021=7307
Следовательно, режим движения воды – переходной.
Тогда скорость потока воды в трубах составит:
w=Re∙μвdвн∙ρв=7307∙0,7225·10-3 0,021∙994=0,25 м/с
Коэффициент теплоотдачи для пара, конденсирующегося на наружной поверхности пучка горизонтальных труб, рассчитываем по формуле:
∝пар=0,728∙ε∙εt∙4λ3∙ρ2∙r∙gμ∙∆t∙dнар,
где ε - коэффициент, зависящий от числа труб по вертикали, ε=0,58;
εt-поправочная функция, учитывающая физические свойства конденсирующейся среды; для водяного пара εt=1
λ-коэффициент теплопроводности конденсата водяного пара при температуре конденсации, Вт/(м·К); λ=0,686 Вт/(м∙К) при 125,60С [1, табл. XXXIX, с. 537];
ρ-плотность конденсата водяного пара при температуре конденсации; ρ=938,52 кг/м3 при 125,60С [1, табл. XXXIX, с. 537];
r-удельная теплота конденсации водяного пара, Дж/кг; r=2192∙103 Дж/кг [1, табл. LVI, с. 548];
g-ускорение свободного падения, g=9,81 м/с2;
μ-динамический коэффициент вязкости конденсата водяного пара при температуре конденсации, Па·с; μ=0,220∙10-3 Па∙с при 125,60С [1, табл. XXXIX, с. 537]
∆t-разность между температурой конденсации пара и температурой стенки со стороны пара, (tконд-tст1), 0С;
dнар- наружный диаметр труб, dнар=0,025 м.
Для дальнейших расчетов зададимся температурой стенки со стороны пара tст1=117,30С
∝пар=0,728∙0,58∙1∙40,6863∙938,522∙2192000∙9,810,00022∙(125,6-117,3)∙0,025=8078 Вт/(м2∙К)
Удельный тепловой поток со стороны пара:
qпар=αпар·(tконд-tст1)=8078·(125,6-117,3)=67047 Вт/м2
Температура стенки со стороны потока воды:
tст2=tст1-qпар∙rст,
где rст – термические сопротивления стенки с учетом загрязнений.
Принимаем теплопроводность загрязнений со стороны греющего пара 1/rзагр1=5800 Вт/(м2·К), а со стороны воды (среднего качества) - 1/rзагр2=2300 Вт/(м2·К) [1, табл. XXXI, с. 531]. Теплопроводность стали λст=46,5 Вт/(м·К)...Посмотреть предложения по расчету стоимости
Заказчик
заплатил
заплатил
200 ₽
Заказчик не использовал рассрочку
Гарантия сервиса
Автор24
Автор24
20 дней
Заказчик принял работу без использования гарантии
15 декабря 2018
Заказ завершен, заказчик получил финальный файл с работой
5
Определить основные размеры (поверхность нагрева число и длину трубок диаметр кожуха) и подобрать по каталогу вертикальный бойлер для приготовления горячей воды.docx
2018-12-18 11:47
Последний отзыв студента о бирже Автор24
Общая оценка
5
Положительно
Профессиональный автор, все понятео ,подробно ,в срок,отвечает на все вопросы. Если придется обращаться , то только к нему.
Хочешь такую же работу?
300 ₽
