Конструктивный тепловой расчет

Русский Муниципальный Институт НЕФТИ и ГАЗА

Им. И.М. Губкина

ФАКУЛЬТЕТ РАЗРАБОТКИ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

КАФЕДРА ТЕРМОДИНАМИКИ И Термических Движков

Курсовая работа по теплотехнике

«РАСЧЕТ И ВЫБОР КОНСТРУКЦИИ КОЖУХОТРУБНОГО ТЕПЛООБМЕННОГО АППАРАТА»

Научный управляющий,

доцент _

Выполнил,

студент группы _

Работа принята:

Оценка:

Москва

СОДЕРЖАНИЕ

Введение. 3

Начальные данные…………………………………………………………………5

Конструктивный термический расчет. 5

Проверочный термический расчет. 10

Гидравлический расчет теплообменного аппарата. 11

Графическая Конструктивный тепловой расчет часть. 12

Перечень использованной литературы: 13

ВВЕДЕНИЕ

Теплообменными аппаратами (ТА) именуются устройства, созданные для передачи теплоты от 1-го теплоносителя к другому. Теплообменные аппараты обширно используются в нефтедобывающей, газовой, нефтеперерабатывающей и хим индустрии.

Все теплообменные аппараты по методу передачи теплоты могут быть разбиты на две огромные группы: поверхностные и смесительные. В поверхностных аппаратах Конструктивный тепловой расчет теплоносители разделены друг от друга жесткой стеной (такие аппараты именуются рекуперативными), или попеременно контактируют с одной и той же стеной (такие аппараты именуются регенеративными).

Рекуперативные теплообменные аппараты можно, в свою очередь, систематизировать:

1. По обоюдному направлению потоков теплоносителей:

- прямоточные (прямоток), когда оба теплоносителя движутся параллельно в одном направлении;

- противоточные (противоток), когда оба Конструктивный тепловой расчет теплоносителя движутся в обратных направлениях;

- с перекрестным током – теплоносители движутся во взаимно перпендикулярных направлениях, однократно либо неоднократно;

- с более сложными схемами различного сочетания прямотока, противотока и перекрестного тока.

2. По роду теплоносителей:

- аппараты, в каких оба теплоносителя не меняют собственного агрегатного состояния (газо-газовые, жидко-жидкостные, газожидкостные Конструктивный тепловой расчет);

- аппараты, в каких меняется агрегатное состояние 1-го теплоносителя, - конденсаторы (жаркого теплоносителя), парогенераторы, испарители (прохладного теплоносителя);

- аппараты, в каких меняются агрегатные состояния обоих теплоносителей (конденсаторы – испарители).

3. По конструктивному оформлению:

- трубчатые;

- трубчато-ребристные;

- пластинчатые;

- пластинчато-ребристые;

- трубчато-пластинчатые.

Более всераспространенной конструкцией являются трубчатые аппараты. Поверхность термообмена таких аппаратов состоит из одной Конструктивный тепловой расчет либо нескольких труб. Простой теплообменник – типа «труба в трубе» - состоит всего из одной трубы, которая снутри омывается одним теплоносителем, а снаружи - другим, который протекает в кольцевом пространстве меж теплообменной трубой и кожухом. Если теплообменник состоит из нескольких труб, то они собираются в трубный пучок при помощи трубных досок. Трубы Конструктивный тепловой расчет с трубными досками заключены в кожух.

В инженерной практике при выборе теплообменного аппарата нужно провести конструктивный и проверочный термические расчеты, также гидравлический расчет теплообменных аппаратов.

Конструктивный термический расчет проводится для того, чтоб избрать теплообменный аппарат при их серийном производстве на заводах либо спроектировать новый аппарат. В итоге конструктивного расчета выбирается тип аппарата Конструктивный тепловой расчет, его конструкция, схема течения теплоносителей, материал для производства отдельных частей и определяется размер и масса теплообменного аппарата.

Проверочный термический расчет проводится с целью найти мощность теплообменного аппарата и конечные температуры теплоносителей, омывающих поверхность нагрева теплообменного аппарата, конструкция и площадь поверхности нагрева которого известны. Проверочный расчет обычно производится тогда Конструктивный тепловой расчет, когда нужно узнать возможность использования уже установленного либо проектируемого теплообменного аппарата в критериях, хороших от расчетных.

Гидравлический расчет теплообменного аппарата нужен для определения перепадов давлений теплоносителей и мощностей насосов и компрессоров, перекачивающих теплоносители.


Начальные данные

Жаркий теплоноситель: горючее Т-5

кг/с

°C

°C

Прохладный теплоноситель: нефть

кг/с

°C

Конструктивный термический расчет

Теплофизические характеристики жаркого теплоносителя (горючее Конструктивный тепловой расчет Т-5) при средней температуре:

°C

Вт/(м·К)

кг/м3

Дж/(кг·К)

м2/с

Определим мощность ТА:

η=0,95 (ТА ставится в более трудные условия при расчете).

Вт

Определяем температуру выхода прохладного теплоносителя, способом итерации:

, °C где Дж/(кг·К) при t = 25℃

°C

°C

Дж/(кг·К)

°C

°C

Принимаем °C

°C

Дж/(кг·К) при t = 49,5℃

Теплофизические характеристики прохладного Конструктивный тепловой расчет теплоносителя (нефть):

°C

Вт/(м·К)

кг/м3

Дж/(кг·К)

м2/с

Вычислим среднюю арифметическую разность температур меж теплоносителями в теплообменном аппарате:

°С

°С

°С

Определим площади проходных сечений трубного fтр и межтрубного места fмтр при малой скорости течения воды.

Будем считать, что в трубах теплообменного аппарата течет горючее Т-5, а Конструктивный тепловой расчет межтрубье – нефть:

м2;

м2;

На основании приобретенных данных, произведем выбор теплообменного аппарата.

Тип аппарата – ТА с U-образными теплообменными трубками;

Число рядов труб в пучке Z=16;

Число рядов труб в окнах перегородок Zn=8;

Число рядов труб меж полостями, проходящими через кромки перегородок Zвп=4;

Поперечник кожуха, мм Внешний поперечник труб Конструктивный тепловой расчет dn,мм Число ходов по трубам nx Площадь проходного сечения f, 10-2,м2 Площадь поверхности термообмена F (м2) при длине труб l (мм)
Наруж-ный Внут-ренний 1-го хода по тубам В вырезе пере-городки Меж пере-городками
1,2 2,0 3,3

Уточним значение скорости жаркого теплоносителя, в согласовании с избранным теплообменным аппаратом Конструктивный тепловой расчет, и вычислим число Рейнольдса:

м/с;

Режим течения турбулентный.

Используя способ итерации, при котором производится условие | tc(n+1) – tc(n)|<0,15, найдем αг и αх.

°С

Вт/(м2·К)

Скорость прохладного теплоносителя в кольцевом пространстве:

м/с;

Число Рейнольдса

Режим течения переходной.

Вт/(м2·К)

°С

°С => Находим αг и αх при tc(2).

Prг,с(2)=10,7

Prх Конструктивный тепловой расчет,с(2)=864

Вт/(м2·К)

°С

°С

αг = 560 Вт/(м2·К) и αх = 29 Вт/(м2·К)

Коэффициент теплопередачи от жаркого к прохладному теплоносителю:

, Вт/(м2·К)

, Вт/(м2·К)

Нужная площадь поверхности термообмена:

м2

На основании выполненного расчета избираем теплообменник

Поперечник кожуха, мм Внешний поперечник труб dn,мм Число ходов по трубам Конструктивный тепловой расчет nx Площадь проходного сечения f, 10-2,м2 Площадь поверхности термообмена F (м2) при длине труб l (мм)
Наруж-ный Внут-ренний 1-го хода по тубам В вырезе пере-городки Меж пере-городками
- 6,9 6,9 7,0


konstruktivnoe-obespechenie-nepotoplyaemosti.html
konstruktivnoe-reshenie-domov-iz-obzhigovogo-kirpicha-dlya-rajonov-sibiri-kursovaya-rabota.html
konstruktor-destruktor.html