МІНІСТЕРСТВО освіти та науки України
Кафедра "ТГ"
Пояснююча записка до курсової роботи
"Розрахунок газоповітряного рекуператора "
Підготував:
ст.гр.М-227 Сталь О.П.
Перевірів: Зінкевич І. Г.
2009
Зміст
Реферат
Вихідні данні
1. Тепловий розрахунок
2. Конструктивний розрахунок
3. Аеродінамічній розрахунок
Перелік вікорістанної літератури
Реферат
Об'єкт Дослідження курсової роботи - газоповітряній рекуператор.
Мета роботи - проведення теплового, конструктивного та аеродінамічного розрахунків. Кінцева мета - Вибір стандартного теплообмінного апарату.
Метою проведення теплового розрахунку є визначення поверхні теплообміну F . Тепловий розрахунок теплообмінніка грунтується на сумісному вірішенні рівнянь теплового балансом и теплопередачі.
Метою проведення конструктивного розрахунку є визначення дійсніх площ поперечного перерізу, дійсної швідкості теплоносіїв, Загальної довжина труб, габарітів рекуператора ТОЩО.
Аеродінамічній розрахунок газоповітряного рекуперативного теплообмінніка віконується з метою визначення сумарних Втрата лещата в каналах руху гарячого и холодного теплоносіїв.
рекуператорів, холодний ТЕПЛОНОСІЙ, Гарячі ТЕПЛОНОСІЙ, турбулентний режим, Критерії ПОДІБНОСТІ.
Вихідні дані
1. Об'ємна витрати гарячого теплоносія, м 3 /с ............................... 2,3
2. Об'ємна витрати холодного теплоносія, м 3 /с ....................... 2,0
3. Початкова температура гарячого теплоносія, про С .................. 1050
4. Початкова температура холодного теплоносія, про С .............. 15
5. Кінцева температура холодного теплоносія, про С .................. 400
6. Середня швідкість гарячого теплоносія, м/с ....................... 2,5
7. Середня швідкість холодного теплоносія, м/с ........................ 6
8. Об'ємний вміст віпромінюючіх газів у гарячих теплоносії,%
r CO2 .............................................................................. 13,0
9. Тиск гарячого теплоносія, Па .................................... 1,06 В· 10 5
10. Внутрішній Діаметр труб, м .......................................... 0,02
11. Зовнішній Діаметр труб, м .......................................... 0,024
12. Коефіцієнт теплопровідності матеріалу труб, Вт/(м В· К) .......... 55
13. Теплові Втрати Крізь стінкі рекуператора, .......................... 0,04
14. Крок труб у поперечному напряму по ходу руху теплоносія, м. .0,05
15. Крок труб у повздовжньому напряму, м ........................... 0,06
16. Тип пучка труб ..................................................... Шахов
17. Схема руху теплоносія .................. 2-х ходовий Перехресних протітечія
18. Місце руху гарячого теплоносія .................................. всередіні
19. Міра чорноті поверхні труб ..................................... .... 0,82
1. Тепловий розрахунок
1 .1 Визначення кінцевої Температура гарячого теплоносія
1.1.1 Тепловий Потік, спрійнятій холодної теплоносієм, Може буті визначеня:
.
Оскількі o C, o C, то значення об'ємної вібраної теплоємності холодного носія, середньої в інтервалі температур від до візначаємо за формулою (2.2)
.
Для про С, знаходимо Сз дод. 5, інтерполюючі за формулою
.
С = 1,2976.
С = 1,329.
C `pm = (1,2976 * 15-1,329 * 400)/(15-400) = 1,3302.
Q2 = 2 * 1,3302 * (400-15) = 1024,3 кВт.
1.1.2 Для визначення об'ємної ізобарної теплоємності гарячого теплоносія необхідно скорістатіся такою умів:
витрати гарячого теплоносія V 1 = 2,3 м 3 /с,
витрати холодного теплоносія V 2 = 3 = 2,0 м 3 /с,
складаючі співвідношення, одержимо:
2,0 м 3 /з = 100%
2,3 м 3 /с = х%,
де x = (2,3 * 100)/2,0 = 115%,
тобто об'ємна Витрати гарячого теплоносія на 15% більше, Ніж холодного. ЯКЩО температура холодного теплоносія на вході и віході з рекуператора відповідно Рівна t = 15 o C, t = 400 o C, то можна підрахуваті на скількі нагрівся холодний теплоносій Dt 2 = tt = 400-15 = 385 o C.
За Початкова данімі температура гарячого теплоносія на вході 1050 В° С. Dt 1 = 385-385 В· 0,15 = 327,25 o C, Знайдемо температуру гарячого теплоносія на віході з рекуператора t = 1050-327,15 = 722,75 В° С.
Теплоємність суміші візначається по формулі (2.4).
Суміш Дімова газів - ції з'єднання азоту, вуглекіслого газу, водяної пари.
Із співвідношення:
.
Оскількі з Початкова даніх:
= 13% = 0,13; = 18% = 0,18, то = 1 - (0,13 +0,18) = 0,69.
З дод. 5 візначаємо,, при t `` 1 = 723 В° С і t `1 = 1050 В° С:
а) для СО 2 , кДж/(м 3 К)
t `1 = 1050 В° С C` pco2 = 2,219,
t `` 1 = 723, C `pco2 = 2,08898
C `pco2 = (1050 * 2,219-723 * 2,08898)/(1050-723) = 2,506
б ) для Н 2 О, кДж/(м 3 К)
t `1 = 1050 В° С C` H2o = 1,7365
t `` 1 = 723, C `H2o = 1,64721
C `ph2o = (1050 * 1,7365-723 * 1,64721)/(1050-723) = 1,934
в) для N 2 , кДж/(м 3 К)
t `1 = 1050 В° С C` N2 = 1,403
t `` 1 = 723, C `N2 = 1,36199
C `pN2 = (1050 * 1,403-723 * 1,36199)/(1050-723) = 1,49387
Теплоємність суміші
C `p1 = C `pco2 * rCO2 + C` ph2o * rH2O +
C `pN2 * rN2 = 2,506 * 0,13 +1,934 * 0,18 +1,49387 * 0,69 = 1,7047
1.1.3 Знайдемо температуру гарячого теплоносія вкінці апарату, про С.
З теплового балансу виходе, Що:
t `` 1 = t `1 - (Q2/V1 * C` p1 (1-Оµ)
де Q2 = V2 * C `pm2 (t `` 2-t` 2) = 2,0 * 1,3657 * (400-15) = 1051,59 кВт
C `pm2 = 1,2976 * 15-1,329 * 400/(15-400) = 1,3657 кДж. (м Ві * К)
Отжеt `` 1 = 1050 - (1024,23 * 10 ^ 3/1, 7047 * 10 ^ 3 * 2,3 * (1-0,04)) = 777,87 про С.
1.2 Розрахунок коефіцієнтів тепловіддачі конвекцією при Русі теплоносіїв усередіні труб и міжтрубному просторі
1.2.1 Середня температура гарячого теплоносія и Т 1 , К
t1 = 1/2 * (t `1 + t `` 1) = 1/2 * (1050 +777,87) = 913,94 про С
T1 = t1 +273,15 = 913,94 +273,15 = 1187,09 про С
1.2.2. Середня температура холодного теплоносія и Т 2 , К
t2 = 1/2 * (t `2 + t `` 2) = 1/2 * (15 +400) = 207,5 про С
T2 = t2 +273,15 = 207,5 +273,15 = 480,65 про С
1.2.3 Середня дійсна швідкість гарячого теплоносія, м/с
W1 = w1 * (T1/273, 15) = 2,5 * (1187,09/273,15) = 10,86
1.2.4 Середня дійсна швідкість холодного теплоносія, м/с
W2 = w2 * (T2/273, 15) = 6,0 * (480,65/273,15) = 10,557
При t1 = 913,94 про С візначімо Значення решті фізічніх параметрів гарячого теплоносія, вікорістовуючі дод. 6:
а) коефіцієнт кінематічної в'язкості
t = 900 про С в†’ ОЅж = 152,5 * 10 ^ -6
t = 1000 в†’ ОЅж = 174,3 * 10 ^ -6
ОЅ1ж = 152,5 + ((174,3-152,5)/(1000-900)) * ( 913,94-900) = 155,54 * 10 ^ -6
б) коефіцієнт теплопровідності, Вт/(м В· К)
...
