Примеры тепловых и компоновочных расчётов теплообменных аппаратов

Курсовая работа первого типа

Произвести тепловой расчет пароводяного подогревателя горизонтального типа.

Производительность подогревателя Q = 1,1636МВт = 10⁶ккал/час.

Температура нагреваемой воды на входе в подогреватель t₂¹ = 70⁰C, а на выходе –t₂¹¹ = 95⁰С.

Абсолютное давление сухого насыщенного пара Р = 4ат; температура конденсата на выходе равна температуре насыщения (t_н); число ходов теплообменника по нагреваемой воде z = 2; поверхность нагрева – латунные трубы (коэффициент теплопроводности λ ≈ 105Вт/мК ≈ 90ккал/м*час*К) диаметром d_вн./d_н = 14/16мм. Загрязнение поверхности учесть дополнительным тепловым сопротивлением δ₃/λ₃ = 0,00015м²*час*К/ккал ≈ 0,00013м²К/Вт

На основе расчетов выбрать аппарат, выпускаемый серийно.

 

Расчет пароводяного подогревателя

Конструкция теплообменника приведена на рис.1 (см. Приложение).

1. Определяем температуру конденсации пара - температуру насыщения (Таблица №1, Приложение).

Перевод давления пара из р=4ат в единицы давления в Паcкалях (1Па = 1Н/м²).

 

1ат=1кг/cм²=9,81Н/см²=9,81*10⁴Н/м²=0,981*10⁵Па

10⁵Па=1/0,981ат = 1,0194ат.

 

Из таблицы №1.

При P = 4*10⁵Па = 4,0775ат температура насыщения водяного пара равна t_н=143,62⁰С, а при Р = 3*10⁵Па = 3,0558ат - t_н=133,540⁰С

 

Интерполируем значения температур насыщения водяного пара и получаем: при Р=4ат температура насыщения водяного пара равна t_н=142,9⁰С

 

2. Определяем массовый расход воды из зависимости

 

Q=c_pG(t₂¹¹-t₂¹),

 

где:

c_p - удельная теплоёмкость воды;

G - массовый расход нагреваемой воды;

t₂¹ и t₂¹¹= температура нагреваемой воды на входе и выходе из теплообменника (задана в условии).

Примем удельную теплоёмкость воды равной с_р=1ккал/кг*К = 4,187кДж/кг*К.

 

Тогда,

G=1,1636*10⁶/(4,187*(95-70)*10³)= 11,116кг/c=40018кг/час ≈ 40000кг/час.

 

Объёмный расход воды

 

V=G/ρ= 40000/1000=40м³/час.

В этой зависимостиρ = 1000кг/м³ плотность воды.