reforef.ru 1
  1. Основные положения.



Теплообменным аппаратом называется устройство, в котором осуществляется процесс передачи теплоты от одного теплоносителя к другому.

По принципу действия теплообменного аппараты подразделяются на рекуперативные, регенеративные и смесительные.

К рекуперативным относятся аппараты, в которых теплота от горячего теплоносителя к холодному передается через разделяющую стенку (конденсаторы, подогреватели и т.д.).

Регенеративными аппаратами называются такие, в которых одна и та же поверхность нагрева то обогревается, то охлаждается теплоносителями. В них, таким образом, при обогреве теплота аккумулируется в поверхности нагрева, а при охлаждении отдается холодному теплоносителю (регенераторы промышленных печей, воздухоподогреватели доменных печей и т.д.).

В смесительных аппаратах процесс теплопередачи происходит за счет непосредственного контакта и смещения горячего и холодного теплоносителей. Таким образом, теплопередача происходит одновременно с массопередачей (скрубберы, градирни).

Движение теплоносителей в рекуперативных аппаратах может быть противоточным (навстречу друг другу), прямоточным и с поперечным током.

Расчет теплообменных аппаратов базируется на двух основных уравнениях: теплового баланса и теплопередачи.

Уравнение теплового баланса:



где -тепловой поток от горячего теплоносителя к холодному;

-расходы теплоносителей;

- температуры горячего теплоносителя соответственно на входе и выходе


теплообменника;

- то же для другого теплоносителя;

- средние удельные изобарные теплоемкости теплоносителей.

Произведение называется водяным или тепловым эквивалентом. Его

значение определяет собой секундный расход вещества с удельной теплоемкостью равнойединице

Уравнение теплопередачи:

где

- тепловой поток от горячего теплоносителя к холодному;

К - коэффициент теплопередачи;

- поверхность теплообмена;

- температурный напор.

Температура теплоносителей изменяются в процессе теплообмена по длине теплообменника (см. рис. 2), поэтому в качестве в уравнении теплопередачи используется, так называемый среднелогарифмический температурный напор.

где

и наибольшая и наименьшая разности граничных температур теплоносителей.


Эта формула справедлива и для противоток, и для прямотока.

Характер изменения температуры в теплообменниках.


а) прямоток;

б)
противоток.

При расчете теплообменник аппаратов могут возникнуть две основные задачи:

1.При заданных параметрах потоков на входе и выходе их аппарата и типе теплообменной поверхности теплообмена и произвести конструктивную его разработку.

2.Для реально существующего аппарата при заданных параметрах потоков на входе определить количество передаваемой теплоты и параметры потоков на выходе из аппарата.

Первая задача типична для конструктивного расчета, а вторая - для проверочного.

Содержание.

1. Основные положения...............................................3

2.Задание...........................................................6

3. Основные расчеты зависимости и последовательность расчета........7

3.1 Определяется количество передаваемой теплоты...................7

3.2 Определяется температура горячего теплоносителя у выхода из аппарата............................................................7

3.3 По таблицам определяются физические свойства горячего и холодного теплоносителей при соответствующих средних температурах.............7

3.4 Определяются скорости движения теплоносителей...................8

3.5 Определяются гидродинамические и тепловые критерии подобия для горячего и холодного теплоносителей.................................8

3.6 Определяются значения коэффициента теплоотдачи а от горячего теплоносителя стенке и от стенки холодному теплоносителю...........10

3.7 Определяются среднелогарифмический температурный напор для случаев прямотока и противотока....................................11


3.8 Коэффициент теплопередачи теплообменного аппарата типа «труба в трубе».............................................................11

3.9 Плотность теплового потока на 1м длины.........................12

3.10 Длина трубы теплообменника....................................12

3.11 Поверхность теплообмена......................................12

3.12 Уточняются температуры стенки трубы со стороны горячего и холодного теплоносителей...........................................12

3.13 Уточняются значения , и ...............................12

Уточняем температуры стенки трубы со стороны горячего и холодного

теплоносителей.....................................................13

3.14 Определяются количество секций n и длина l трубы одной секции.14

4. Вывод...........................................................14

Приложение 1.................................................15

Приложение 2.................................................16

Список использованной литературы...................................................17

Список использованной литературы.
1. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. М: Энергия, 1977. - 344с.

2. Теплопередача: Учебник для вузов /В.П. Исаченко, В.А. Осипова, А.С. Сукомел. - М: Энергоиздат, 1981. - 416с.

3. Краснощёкое Е.А., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче: Учебное пособие для вузов. -М: Энергия. 1980. - 288с.

4. Техническая термодинамика с основами гидропередачи и гидравлики: Учебное пособие для техникумов/ Н.Г. Лашутина, О.В. Мякашова, Р.М. Медведев, - Л: Машиностроение, 1988.-336с.