Материал: Курсовая 2
Проверка расчета
Целью проверочного расчета теплообменного аппарата является определение фактической тепловой мощности выбранного стандартного теплообменного аппарата Qст , действительных температур теплоносителей на выходе из ТА (t2 , 2) и оценка выбора теплообменного аппарата.
Д л я п р о ве р к и с н ач а л а о п р ед е л я е м вод я н ы е э к в и ва л е н т ы теплоносителей, Вт/К:
Wг = GгCpm г = 6 · 2244 = 13464 Вт / К
Wх = GхCpm х = 8 · 4197, 3 = 33578, 4 Вт / К
Далее идет приведенный водный эквивалент:
1 |
|
1 |
|
1 |
|
|
2 |
4 · P |
|
|
1 |
|
|
1 |
2 |
|
|
4 · 1 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Wm |
= |
(Wг |
+ |
Wх ) − Wг · Wх |
= |
(13464 |
+ |
33578,4) − 13464 · 33578, 4 |
= 4,45 · 10−5 |
||||||||||||
|
|
Определяем фактическую тепловую мощность: |
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
Q = |
|
|
|
|
2 · (t2 − 2) |
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
1 |
|
k · F |
+ 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
+ |
|
+ |
· |
e Wm |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
Wг |
Wх |
|
k · F |
− 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
Wm eWm |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
2 · (75 − 11) |
|
|
|
|
|
|
= 2,43 ·10−3 |
||||
|
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
e |
968,04 · 21, 22 |
||||||
|
|
|
|
+ |
|
|
+ |
|
|
· |
|
4,45 · 10−5 |
|
+ 1 |
|
||||||
|
|
13464 |
33578,4 |
4,45 · 10−5 |
|
|
|
−5 |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
968,04 · 21, 22 |
− 1 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
e 4, 45 · 10 |
|
|
|||
Находим действительные температуры на выходе горячего и холодного
ТН:
t′ = t |
1 |
− |
|
Q |
= 90 − |
2,43 · 10−3 |
= 74,9999998°C |
||||
Wг |
|
13464 |
|||||||||
1 |
|
|
|
|
|
||||||
′ = |
1 |
− |
Q |
= 11 − |
2,43 · 10−3 |
= 11,003424°C |
|||||
Wх |
33578,4 |
||||||||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|||||
21
Соотно сим полученные значения с заданными, определив погрешность:
г = |
|
t′ − t |
1 |
|
= |
|
74,9999998 − 75 |
· 100% = 0,0010897% |
||
1 |
|
75 |
|
|||||||
|
|
t1 |
|
|
|
|
|
|
||
х = |
|
′ − |
1 |
|
= |
|
11,003424 − 11 |
|
· 100% = 0,0000007% |
|
|
|
|
|
|||||||
|
1 |
|
|
|
11 |
|
||||
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Подтвердить правильность расчета, если расхождения заданной и действительной температур различны не более, чем на 6%. В данном случае проверка расчета прошла успешно.
Таблица 10. Проверка
Наименование |
|
Ед изм |
Значения |
Водяные эквиваленты ГТН |
Wг |
Вт/К |
13464,0 |
Водяные эквиваленты ХТН |
Wх |
Вт/К |
33578,4 |
Приведенный водяной эквивалент |
Wm |
К/Вт |
22476,41 |
Фактическая тепловая мощность |
Q |
Вт |
2,43E-03 |
Действительная температура ГТН |
t1* |
|
74,9999998 |
Действительная температура ХТН |
1* |
|
11,0034240 |
22
Графическая часть
Исходя из полученных данных вышеприведённого расчета построен график (см. Рисунок 3), на котором показаны диаграммы охлаждения горячего теплоносителя и нагрева холодного теплоносителя в процессе прохождения по теплообменнику аппарату.
|
Изменение температур теплоносителей |
|
100 |
МС-20 |
Вода |
|
|
|
75 |
|
|
50 |
|
|
25 |
|
|
0 |
Вход |
Выход |
|
||
Рис. 3. Схема изменения температуры теплоносителей по ходу |
||
|
прохождения через теплообменник |
|
23
Вывод
В данной курсовой работе полученные теоретические знания применены на практике. Тем самым определены конструкционные характеристики теплообменного аппарата:
Таблица 11. Итоги расчетов
Наименование |
|
Ед изм |
Значения |
Кол-во передаваемого тепла ГТН |
Qг |
кВт |
269 |
Площадь теплообмена |
F |
м2 |
21,22 |
Выбираем кол-во секций |
n |
шт |
121 |
Разности температур для противо |
m |
|
13,1 |
Фактическая тепловая мощность |
Q |
Вт |
2,43E-03 |
Приведенный водяной |
|
|
|
эквивалент |
Wm |
К/Вт |
2,25E+04 |
Температура стенки ТА |
tст |
|
46 |
Погрешность ГТН |
г |
% |
0,0010897 |
Погрешность ХТН |
г |
% |
0,0000007 |
Ср температура ГТН |
tсрг |
|
85,00 |
Ср температура ХТН |
tсрх |
|
7,00 |
Теплофизические свойства Д.Т. и воды для средних температур() были выведены с помощью интерполяции.
Расчет произведен с учета коэффициента, учитывающего тепловые потери в окружающую среду.
24
Список литературы
1.Купцов С.М., Зацепин С.С., Купцова Е.С. Сборник лабораторных работ на виртуальной теплообменом аппарате. Методические указания - РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2017 - 63 с.
2.Бухмиров В.В. Расчет коэффициента конвективный теплопередачи. Методические указания - Ивановский государственный энергетический университет им. В.И. Ленина, 2007 - 39 с.
3.Физические свойства стали - http://thermalinfo.ru/svojstva-materialov/ metally-i-splavy/teploprovodnost-stali-i-chuguna-teplofizicheskie-svojstva- stali
4. Физические свойства масла МС-20 - https://infotables.ru/materialy/ 52-svojstva-zhidkostej/511-fizicheskie-svojstva-masla-ms-20-tablitsa
5.Физические свойства воды - http://thermalinfo.ru/svojstva-zhidkostej/ voda-i-rastvory/teploprovodnost-i-plotnost-vody-teplofizicheskie-svojstva- vody-h2o
6.Иванов А.В., Белоусов В.Н., Смородин С.Н., Теплообменное оборудование предприятий. Учебное пособие, Санкт-Петербург, 2016 - 184 с.
7.Казанский го сударственный архитектурно-строительный университет, Расчет скоростного теплообменника. Методические указания к курсовой работе, Казань, 2015 - 25 с.
8.Голдаев С.В., Радик К.Н., Методика расчета характеристик теплообменных аппаратов типа «Труба в трубе». Известия Томского политехнического университета. УДК 621.1.016.4.001.24:51, 2017 - 8 с.
9.Кормильцева О.И. Изучение телопередачи в теплообменном аппарате типа «Труба в трубе», РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина,
Москва, 2005 - 24 с.
25