Пример условного обозначения пластинчатого разборного теплообменного аппарата: теплообменник Р 0,6р-0,8-16-1К-01 – теплообменник разборный (Р) с пластинками типа 0,6р, толщиной 0,8ммплощадьюповерхноститеплообмена 16мнаконсольнойрамевкоррозионностойкомисполненииматериалпластинипатрубков –стальХНТматериалпрокладки – теплостойкаярезина 359; схема компоновки
что означает над чертой – число каналов в каждом ходу для греющей воды, под чертой –тожедлянагреваемойводы
ПриоптимальнойкомпоновкепластинчислопакетовдлягорячегоихолодноготеплоносителяможетбытьнеодинаковымВусловномобозначениисхемыкомпоновкичислослагаемыхвчислителе соответствует числу пакетов (последовательных ходов) для горячеготеплоносителявзнаменателе–дляхолодногокаждоеслагаемое означает число параллельных каналов в пакете.
Из рассматриваемых трех теплообменников наиболее целесообразно применение теплообменников РСПр, поскольку эти теплообменники надежно работают при рабочем давлении до 1,6 МПа (16 кгс/см2ПластиныпопарносвареныпоконтуруобразуяблокМеждудвумясвареннымипластинамиимеетсязакрытыйсварнойканалдлятеплофикационнойгреющейводыРазборныеканалыдопускаютдавление в них до 1МПа
ТеплообменникитипаРрмогутприменятьсявсистемахтеплоснабженияприотсутствиитеплообменниковтипаРСПр и параметрах теплоносителей до 1,0 МПа (докгссм), до 150 °С и перепаде давлений между теплоносителями не более МПа (5кгссм
ПрименениетеплообменниковтипаРртитанвсистемахтеплоснабженияограниченоидопустимотолькоприотсутствиитеплообменников РС 0,5Пр и Ррприпараметрахтеплоносителейнеболее 0,6МПа (6кгссмдо°СиперепадедавленийтеплоносителейнеболееМПакгссм2
ЗаданиеРассчитатьоднопакетныйпластинчатыйтеплообменник для системы горячего водоснабжения ЦТП если известны параметры: нагрузка на отопление (ГВС) – кВттемпературыгреющейсетевойинагреваемойводынавходеивыходетеплообменникасоответственно–°C, °C, °C °C. Принять равное число параллельных каналов в пакете для греющего и нагреваемого теплоносителей.
2.1 Определение расходов и скоростей движения греющего и нагреваемого теплоносителей
Средняя температура теплоносителей, ([7])
(2.1)
()
(2.1)°C)
По среднеарифметическому значению температур , определяются значения физических свойств греющего и нагреваемого телоносителей([3]):
), кг/м³);
– кинематические коэффициенты вязкости, м²/с, () м²/с);
, – коэффициенты теплопроводности, Вт/(м· К)(Вт/(м· К)(), –критерииПрандтля
Массовые расходы теплоносителей, кг/с[]
(2.2)
кг/с
(2.3)
(кг/с)
(м3/ч)
ПомаксимальномурасходувыбираетсятиппластинПараметрыпластин, ([7], таблица П.2.1 и П.2.2)
–толщинастенкипластиным(м);
– площадь поверхности теплообмена пластины, м2 м2);
– площадь поперечного сечения канала между пластинами, м, м;
–смачиваемыйпериметрвпоперечномсеченииканалам, (м) .
Эквивалентный диаметр сечения канала, м[]
(2.4)
(м)
При расчете пластинчатого водоподогревателя оптимальная скорость теплоносителя принимаем исходя из получения таких же потерь давления в установке по нагреваемой воде, как при применении кожухотрубного водоподогревателя (100–кПачтосоответствует скорости воды в каналах –мc[] (м/c)
Число каналов в пакете, ([7])
(2.5)
(шт.)
Скорость второго теплоносителя, м/с, ([7]):
(2.6)
мс
Расчет интенсивности теплообмена при движении теплоносителей между пластинами
КритерииРейнольдсаиПрандтлядлякаждоготеплоносителя[]
(2.7)
(2.7)
(2.8)
Определяется критерий Нуссельта для греющего и нагреваемого теплоносителей, ([7]):
– при турбулентном режиме (Re50)
(2.9)
Где, ([1])
Коэффициенты теплоотдачи от греющего теплоносителя к поверхности стенки и от поверхности стенки к нагреваемому теплоносителю, соответственно, Вт/(м²· К), ([7])
(2.13)
(Вт/(м²· К))
(2.13)
(Вт/(м²· К))
2.3. Определение площади поверхности теплообмена
Принимаются значения термических сопротивлений слоев загрязнений с двух сторон стенки, м2· К)/Вт; ([7], таблица П.1.2), ((м2· К)/Вт) ((м·КВт);
В качестве материала материал пластин и патрубков – сталь 12Х18Н10Т. По средней температуре стенки определяется коэффициент теплопроводности стенки Втм·К, ([7], таблица П.1.3), Вт/(м · К)).
Суммарное термическое сопротивление, (м² · К)/Вт:
(2.14)
((м² · К)/Вт
:
(2.15)
Вт/(м² · К))
Среднелогарифмический температурный напор при противотоке возьмём из предыдущих расчетов.
Требуемая поверхность теплообмена, м²,([7])
(2.16)м²
Фактическаяповерхностьтеплообменам²,([7]):
м²
Рассчитываем относительный запас площади поверхности теплообмена ,([7]):
(2.18)
%
2.4.ении теплоносителей
Рассчитаем гидравлические сопротивления при движнии нагревающего и нагреваемого теплоносителя, МПа, ([7]
(МПа
МПа)
где – коэффициент общего гидравлического сопротивления, ([7], таблица П.2.2)
––приведеннаядлинаканалам[]таблицаП м).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе выполнения курсовой работы были получены навыки применения теоретических знаний при решении теплотехнических задач. По расчёту и проектированию рекуперативных теплообменных аппаратов, а также закрепил знания по основным разделамкурса«Тепломассообмен».
В данной курсовой работе был произведён тепловой конструктивный расчёт рекуперативного кожухотрубчатого теплообменника, а также тепловой расчёт пластинчатого теплообменника.
Были выполнены чертежи рекуперативного кожухотрубчатого теплообменника (формат А1) и пластинчатого рекуперативного теплообменного аппарата (формат А3).
ЛИТЕРАТУРА
1.Дытнерский, Ю.И. Основные процессы и аппараты химической технологии. Курсовое проектирование /Ю.И. Дытнерский, Г.С. Борисов, В.П. Брыков. – М.: Химия, 1991. – 412 с.
2.Копко, В.М. Пластинчатые теплообменники в системах централизованного теплоснабжения. Курсовое и дипломное проектированиеучебноепособиеВМКопкоМГПшоник–МнБНТУ–с
3. НащокинВВТехническаятермодинамикаитеплопередачаВВНащокин–МВысшшк–с
4. ПроектированиетепловыхпунктовСП
5. ПромышленнаятеплоэнергетикаитеплотехникаСправочникподобщейредВАГригорьеваВМЗорина–МЭнергоатомиздат–Кн–с
6. ТепловаяизоляцияоборудованияитрубопроводовСНиП–
7.Тепломассообменметод. указанияккурсовойработепоодноимкурсудлястудентовспециальностей 1 – 43 01 05 «Промышленная теплоэнергетика» и 1 – 43 01 07 «Техническая эксплуатация энергооборудования организаций» /авт.-сост.: А.В. Овсянник, М.Н. Новиков, А.В. Шаповалов. – Гомель: ГГТУ имени П.О. Сухого», 2007–с