Министерство образования и науки Украины

ХНАГХ

Кафедра: «Эксплуатации газовых и тепловых систем»

КУРСОВАЯ РАБОТА

ТЕМА: «Расчет рекуперативного теплообменника»

Выполнил: студент гр. ТВ2003-4

Шепотько А.Н.

Проверил: Ромашко А.В.

Харьков 2005

ЗАДАНИЕ

Произвести конструкторский расчет рекуперативного теплообменника и выбрать типоразмер стандартной модели биметаллического воздухонагревателя типа КсК при следующих исходных данных:

Греющая среда – горячая вода;

Начальная температура – t^'₁ = 100;

Конечная температура – t₁'' = 56;

Нагреваемая среда – воздух;

Начальная температура – t₂' = -12;

Конечная температура – t₂'' = 21;

Расход – L=7000 м³/час.

РЕШЕНИЕ

Расчетная схема:

1)

Вода: ρ₁=973 кг/м³

С₁=4,193кДж/кг

Воздух: ρ₂=1,27 кг/м³

С₂= 1,005 кДж/кг

2. Определяем массовый расход нагреваемого воздуха:

2. Определяем теплопроизводительность воздухоподогревателя:

2. Из уравнения теплового баланса определяем расход греющего теплоносителя:

2. Определяем водяные эквиваленты теплоносителей:

2. Определяем среднелогарефмический температурный напор.

2. Определяем определяющие температуры теплоносителя и находим соответствующие им значения теплофизических характеристик.

Для теплоносителя с большим водяным эквивалентом определяющая температура берется как среднее арифметическое. При W₂>W₁

При t₂^опр. λ₂=2,48*10^-2 Вт/м⁰С, ν₂=13,72*10^-6 м²/с, Рr_2ж=0,706.

Для теплоносителя с меньшим водяным эквивалентом W₁<W₂ .

При t₁^опр. λ₁=0,664 Вт/м ⁰С, ν₁=0,339×10^-6 м²/с, Рr_1ж=2,47

Определяем температуру стенки как среднюю определяющую температур теплоносителей.

Определяем Рr_1ст.=6,38 Рr_2ст.=0,700

2. Выбираем типоразмеры воздухонагревателя. Рекомендуемая массовая скорость движения воздуха в живом сечении воздухонагревателя составляет 6-8 кг/см².

Определяем требуемое фронтальное сечение.

Принимаем ближайшую модель КСк3-10 в меньшую сторону.

F_фр=0,189*2=0,378

F_тоб=18,41*2=36,82

f=0,00085

2. Определяем коэффициент теплоотдачи внутри теплообменных трубок d=0,018 м.

10) Определяем коэффициент теплоотдачи для наружной поверхности теплообменных трубок (от стены к воздуху).

Определяем коэффициент теплоотдачи третьего ряда шахматного трубного пучка при обтекании воздуха.

11)Определить коэффициент теплопередачи теплообменных трубок воздухонагревателя.

d₁=0,018 м;

d₂=0,021 м;

d₃=0,025 м;

λ_ст.=45Вт/м ⁰С;

λ_1А=210 Вт/м ⁰С.

Коэффициент оребрения на 1 погонный метр составляет F=1,058м²/пм.

12) Определить требуемую поверхность теплообмена:

13) Проверочный теплорасчет принятого теплообменника по теплопроизводительности.

Q_повер.≥Q 93,836>81,91

Определяем конечные температуры теплоносителя.

В принципе, наша основная задача определить оптимальные условия работы теплообменника, которые удоволетворяли задание. Поскольку по данным своего расчета я не смог четко подобрать теплообменник, меняю эквивалентную скорость теплоносителя, преобразовав формулы пункта 13

;

W₁=81,91*51,232*41,864*2,48/(2*51,232*41,864*2,48(100-56)-2000*81,91*2,48-81,91*51,232*41,864=1,23