Список используемой литературы

Ориентировочные значения термических сопротивлений различных загрязнений на стенках каналов теплообменников

Теплоноситель и загрязнение	R загр·103, (м2·К)/Вт	Теплоноситель и загрязнение	R загр·103, (м2·К)/Вт
Пары: – воды – органических жидкостей – хладагентов	0,09 0,11 0,10	Органические жидкости	0,20…0,35
		Нефть	0,29
		Масла	0,35
		Мазут	0,50
Вода: – речная – оборотная – морская	0,17…0,35 0,18…0,23 0,21…0,53	Загрязнения в виде твердых веществ при толщине слоя 0,5 мм: – накипь – ржавчина – гипс – известь	0,33 0,50 0,83 0,42

5.5. Из уравнения теплопередачи определяется площадь поверхности теплообмена аппарата, м²

,

(5.7)

Выбор определяющего размера d _р теплообменной поверхности (например, диаметра труб) зависит от соотношения коэффициентов теплоотдачи от греющего теплоносителя поверхности нагрева α_гр и от поверхности нагрева нагреваемому теплоносителю α_наг (см. табл. 5.4).

 

Таблица 5.4

К выбору определяющего размера d _р

Соотношение коэффициентов теплоотдачи α1 и α2	Рекомендации к выбору d р*
αгр >> αнаг	d р = d наг
αгр ≈ αнаг	d р = d ср = 0,5(d гр + d наг)
αгр << αнаг	d р = d гр

^* d _гр – размер поверхности нагрева (например, диаметр трубы) со стороны греющего теплоносителя; d _наг – размер поверхности нагрева (например, диаметр трубы) со стороны нагреваемого теплоносителя

 

После этого уточняются в соответствии с имеющимися сортаментами конструктивные характеристики поверхностей теплообмена и аппарата в целом.

 

 

Задача № 5.4

В кожухотрубном теплообменном аппарате установлены латунные трубы диаметром Ø 25×2,5 мм. В процессе эксплуатации теплообменника на внутренней поверхности труб образовался слой накипи толщиной 0,2 мм, а на наружной поверхности труб – слой гипса толщиной 0,15 мм. Определите коэффициент теплопередачи в указанном теплообменнике, если коэффициент теплоотдачи со стороны греющего теплоносителя составляет 5 кВт/(м²·К), а со стороны нагреваемого теплоносителя – 10 кВт/(м²·К)

Ответ: 1,42 кВт/(м²·К).

 

Задача № 5.5

В теплообменнике организована противоточная схема теплоносителей, причем греющий теплоноситель охлаждается от 95 °C до 70 °C, а нагреваемый – подогревается от 15 °C до 60 °C. Определите какая должна быть площадь поверхности теплообмена в данном теплообменнике, чтобы при коэффициенте теплопередачи 1,1 кВт/(м²·К) в нем от греющего теплоносителя нагреваемому передавалось 6600 кВт теплоты.

Ответ: 133,3 м².

 

Задача № 5.6

В кожухотрубном теплообменнике за счет охлаждения греющего теплоносителя от 115 до 90 °С происходит нагрев 10 кг/с воды от 15 до 60 °С. Значение коэффициента теплопередачи в кожухотрубном теплообменнике составляет 1,2 кВт/(м²·К). Проведите анализ эффективности применения различных схем взаимного направления движения теплоносителей в указанном теплообменнике (прямоток и противоток) и произведите выбор наиболее эффективной схемы. Принять, что тепловые потери в теплообменнике отсутствуют, а средняя удельная изобарная теплоемкость нагреваемой воды равна 4,2 кДж/(кг·°С).

Ответ: противоточная.

 

Приложение 1

Удельные объемы, энтальпии и энтропии воды

t, °C	u, м3/кг	i, кДж/кг	μ, Па·с	λ, Вт/(м·К)	Pr
p = 0,1 МПа
0	0,0010002	0,1	0,0017930	0,5620	13,460
10	0,0010003	42,1	0,0013060	0,5819	9,420
20	0,0010018	84,0	0,0010020	0,5995	6,990
30	0,0010044	125,8	0,0007976	0,6150	5,420
40	0,0010078	167,6	0,0006531	0,6286	4,340
50	0,0010121	209,4	0,0005469	0,6405	3,570
60	0,0010171	251,2	0,0004665	0,6508	3,000
70	0,0010227	293,1	0,0004039	0,6596	2,560
80	0,0010290	335,0	0,0003544	0,6670	2,230
90	0,0010359	377,0	0,0003144	0,6730	1,960
p = 0,2 МПа
0	0,0010001	0,2	0,0017930	0,5621	13,460
10	0,0010003	42,2	0,0013060	0,5820	9,420
20	0,0010018	84,1	0,0010020	0,5996	6,990
30	0,0010043	125,9	0,0007976	0,6151	5,420
40	0,0010078	167,7	0,0006531	0,6287	4,340
50	0,0010121	209,5	0,0005469	0,6406	3,570
60	0,0010170	251,3	0,0004665	0,6509	3,000
70	0,0010227	293,2	0,0004039	0,6597	2,560
80	0,0010290	335,1	0,0003544	0,6671	2,230
90	0,0010359	377,1	0,0003144	0,6731	1,960
100	0,0010434	419,2	0,0002817	0,6779	1,750
110	0,0010516	461,4	0,0002546	0,6814	1,580
120	0,0010603	503,8	0,0002320	0,6837	1,440
p = 0,4 МПа
0	0,0010000	0,4	0,0017920	0,5622	13,450
10	0,0010002	42,4	0,0013060	0,5821	9,410
20	0,0010017	84,3	0,0010020	0,5997	6,990
30	0,0010042	126,1	0,0007976	0,6152	5,420
40	0,0010077	167,9	0,0006531	0,6288	4,340
50	0,0010120	209,7	0,0005470	0,6407	3,570
60	0,0010169	251,5	0,0004666	0,6510	3,000
70	0,0010226	293,3	0,0004040	0,6598	2,560
80	0,0010289	335,2	0,0003545	0,6672	2,230
90	0,0010358	377,2	0,0003145	0,6732	1,960
100	0,0010433	419,3	0,0002818	0,6780	1,750
110	0,0010514	461,6	0,0002547	0,6815	1,580
120	0,0010602	503,9	0,0002321	0,6838	1,440
130	0,0010696	546,5	0,0002129	0,6850	1,330
140	0,0010797	589,2	0,0001965	0,6850	1,230
p = 0,6 МПа
0	0,0009999	0,6	0,0017910	0,5623	13,440
10	0,0010001	42,6	0,0013060	0,5822	9,410
20	0,0010016	84,5	0,0010020	0,5998	6,990
30	0,0010041	126,3	0,0007976	0,6153	5,420
40	0,0010076	168,1	0,0006531	0,6289	4,340
50	0,0010119	209,8	0,0005470	0,6408	3,570
60	0,0010169	251,6	0,0004666	0,6511	3,000
70	0,0010225	293,5	0,0004041	0,6599	2,560

Продолжение прил. 1

t, °C	u, м3/кг	i, кДж/кг	μ, Па·с	λ, Вт/(м·К)	Pr
p = 0,6 МПа
80	0,0010288	335,4	0,0003545	0,6673	2,230
90	0,0010357	377,4	0,0003146	0,6733	1,960
100	0,0010432	419,5	0,0002819	0,6781	1,750
110	0,0010513	461,7	0,0002548	0,6816	1,580
120	0,0010601	504,1	0,0002322	0,6839	1,440
130	0,0010695	546,6	0,0002130	0,6851	1,330
140	0,0010796	589,4	0,0001966	0,6851	1,230
150	0,0010904	632,3	0,0001825	0,6840	1,150
p = 0,8 МПа
0	0,0009998	0,8	0,0017910	0,5624	13,430
10	0,0010000	42,8	0,0013060	0,5823	9,400
20	0,0010015	84,7	0,0010020	0,5999	6,980
30	0,0010041	126,5	0,0007975	0,6154	5,410
40	0,0010075	168,2	0,0006532	0,6290	4,340
50	0,0010118	210,0	0,0005471	0,6409	3,570
60	0,0010168	251,8	0,0004667	0,6512	3,000
70	0,0010224	293,6	0,0004041	0,6600	2,560
80	0,0010287	335,5	0,0003546	0,6674	2,230
90	0,0010356	377,5	0,0003146	0,6734	1,960
100	0,0010431	419,6	0,0002819	0,6782	1,750
110	0,0010512	461,8	0,0002548	0,6817	1,580
120	0,0010600	504,2	0,0002322	0,6840	1,440
130	0,0010694	546,7	0,0002130	0,6852	1,330
140	0,0010795	589,5	0,0001966	0,6852	1,230
150	0,0010903	632,5	0,0001825	0,6841	1,150
160	0,0011019	675,7	0,0001702	0,6820	1,080
170	0,0011143	719,2	0,0001595	0,6788	1,030
p = 1,0 МПа
0	0,0009997	1,0	0,0017900	0,5625	13,420
10	0,0009999	43,0	0,0013060	0,5825	9,400
20	0,0010014	84,9	0,0010020	0,6000	6,980
30	0,0010040	126,7	0,0007975	0,6155	5,410
40	0,0010074	168,4	0,0006532	0,6291	4,340
50	0,0010117	210,2	0,0005471	0,6410	3,570
60	0,0010167	252,0	0,0004667	0,6513	3,000
70	0,0010223	293,8	0,0004042	0,6601	2,560
80	0,0010286	335,7	0,0003546	0,6675	2,230
90	0,0010355	377,7	0,0003147	0,6735	1,960
100	0,0010430	419,8	0,0002820	0,6783	1,750
110	0,0010511	462,0	0,0002549	0,6818	1,580
120	0,0010599	504,3	0,0002323	0,6841	1,440
130	0,0010693	546,9	0,0002131	0,6853	1,330
140	0,0010794	589,6	0,0001967	0,6853	1,230
150	0,0010902	632,6	0,0001826	0,6842	1,150
160	0,0011017	675,8	0,0001703	0,6821	1,080
170	0,0011141	719,3	0,0001596	0,6789	1,030
p = 2,0 МПа
0	0,0009992	2,0	0,0017880	0,5631	13,370
10	0,0009994	44,0	0,0013040	0,5830	9,370
20	0,0010009	85,8	0,0010010	0,6005	6,970

Окончание прил. 1

t, °C	u, м3/кг	i, кДж/кг	μ, Па·с	λ, Вт/(м·К)	Pr
p = 2,0 МПа
30	0,0010035	127,6	0,0007974	0,6160	5,400
40	0,0010070	169,3	0,0006533	0,6296	4,330
50	0,0010113	211,0	0,0005473	0,6415	3,560
60	0,0010162	252,8	0,0004669	0,6518	2,990
70	0,0010219	294,6	0,0004044	0,6606	2,560
80	0,0010281	336,5	0,0003549	0,6680	2,230
90	0,0010350	378,5	0,0003149	0,6741	1,960
100	0,0010425	420,5	0,0002823	0,6788	1,750
110	0,0010506	462,7	0,0002552	0,6823	1,580
120	0,0010593	505,1	0,0002325	0,6847	1,440
130	0,0010687	547,6	0,0002133	0,6859	1,330
140	0,0010787	590,3	0,0001970	0,6859	1,230
150	0,0010895	633,2	0,0001828	0,6849	1,150
160	0,0011010	676,4	0,0001706	0,6828	1,080
170	0,0011133	719,9	0,0001598	0,6796	1,030
180	0,0011265	763,7	0,0001504	0,6754	0,980
190	0,0011408	807,9	0,0001420	0,6701	0,941
200	0,0011561	852,6	0,0001344	0,6638	0,910
210	0,0011726	897,8	0,0001276	0,6564	0,884
p = 4,0 МПа
0	0,0009982	4,0	0,0017830	0,5643	13,270
10	0,0009984	45,9	0,0013020	0,5841	9,320
20	0,0010000	87,7	0,0010000	0,6016	6,940
30	0,0010026	129,4	0,0007972	0,6170	5,390
40	0,0010061	171,1	0,0006534	0,6306	4,320
50	0,0010104	212,8	0,0005476	0,6425	3,550
60	0,0010153	254,5	0,0004673	0,6528	2,990
70	0,0010209	296,3	0,0004049	0,6616	2,560
80	0,0010272	338,1	0,0003554	0,6691	2,220
90	0,0010340	380,0	0,0003155	0,6751	1,960
100	0,0010415	422,0	0,0002828	0,6799	1,750
110	0,0010495	464,2	0,0002557	0,6835	1,580
120	0,0010582	506,5	0,0002330	0,6859	1,440
130	0,0010675	548,9	0,0002138	0,6871	1,320
140	0,0010775	591,6	0,0001975	0,6872	1,230
150	0,0010881	634,4	0,0001834	0,6862	1,150
160	0,0010996	677,6	0,0001711	0,6842	1,080
170	0,0011118	721,0	0,0001604	0,6811	1,030
180	0,0011249	764,7	0,0001509	0,6769	0,979
190	0,0011389	808,8	0,0001425	0,6718	0,940
200	0,0011540	853,4	0,0001349	0,6655	0,908
210	0,0011704	898,5	0,0001281	0,6583	0,883
220	0,0011881	944,1	0,0001220	0,6499	0,863
230	0,0012073	990,4	0,0001163	0,6404	0,848
240	0,0012284	1037,6	0,0001110	0,6298	0,839
250	0,0012517	1085,7	0,0001061	0,6178	0,836

 

Список используемой литературы

1. Промышленная теплоэнергетика и теплотехника: Справочник / Под общ. ред. А.В. Клименко, В.М. Зорина. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Издательство МЭИ, 2004. – 632 с. (Теплоэнергетика и теплотехника; Кн. 4).

2. Промышленные тепломассообменные процессы и установки: Учебник для вузов / А.М. Бакластов, В.А. Горбенко, О.Л. Поляков и др. // Под ред. А.М. Бакластова. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 328 с.

3. Справочник по теплообменным аппаратам паротурбинных установок / Ю.М. Бродов, К.Э. Аронсон, А.Ю. Рябчиков, М.А. Ниренштейн; под общ. ред. Ю.М. Бродова. – М.: Издательский дом МЭИ, 2008. – 480 с.

4. Теплообменные аппараты ТЭС: справочник: в 2 кн. Кн. 2 / под общ. ред. чл.-корр. РАН Ю.Г. Назмеева и проф. В.Н. Шлянникова. – М.: Издательский дом МЭИ, 2010. – 435 с.

5. Назмеев, Ю.Г. Теплообменные аппараты ТЭС: Учеб. пособие для вузов / Ю.Г. Назмеев, В.М. Лавыгин. – 3-е изд., стереот. – М.: Издательство МЭИ, 2005. – 260 с.

6. Павлов, К.Ф. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: Учеб. пособие для вузов / К.Ф. Павлов, П.Г. Романков, А.А. Носков // Под ред. П.Г. Романкова. – 10-е изд., перераб. и доп. – Л.: Химия, 1987. – 576 с.