регистрация / вход

Использование вторичных тепловых ресурсов

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Орский гуманитарно-технологический институт (филиал)

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Орский гуманитарно-технологический институт (филиал)

ГОУ ВПО «Оренбургский государственный университет»

механико-технологический факультет

кафедра электроснабжения и энергообеспечения

РАСЧЁТНО-ГРАФИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

по дисциплине «Тепломассообменное оборудование предприятий»

ОГТИ 140106.19

Руководитель:

______________ Елыкова А.Р.

«____»______________2006 г.

Исполнитель:

студент группы ЭО-41

______________ Словцов А.Е.

«____»______________2006 г.

Орск 2006

Задача 1

Произвести тепловой расчёт секционного кожухотрубного водо-водяного теплообменного аппарата (схема противоток).

1 Исходные данные

Теплопроизводительность водоподогревателя

Начальная температура греющей воды

Начальная температура нагреваемой воды

Конечная температура нагреваемой воды

Рис. 1. Общий вид горизонтального секционного кожухотрубного

теплообменника с опорами-турбулизаторами

Рис. 2. Конструктивные размеры теплообменника

1 - секция; 2 - калач; 3 - переход; 4 - блок опорных перегородок;

5 - трубки; 6 - перегородка опорная; 7 - кольцо; 8 - пруток;

2 Тепловой расчёт секционного кожухотрубного водо-водяного теплообменного аппарата (схема противоток)

2.1 Максимальный расход нагреваемой воды, проходящей через водоподогреватель

где с2 – удельная теплоёмкость нагреваемой воды, кДж/(кг ·0 С).

Удельная теплоёмкость нагреваемой воды при температуре

(1, прил. 9)

2.2 Необходимое сечение трубок водоподогревателя при скорости нагреваемой воды в трубках ωтр = 1 м/с

где ρ2 – плотность нагреваемой воды, кг/м3 .

Плотность нагреваемой воды при температуре

(2, табл. 1.4)

По табл. 1 прил. 7 СП 41 – 101 – 95 и полученной величине необходимого сечения трубок водоподогревателя подбираем тип водоподогревателя со стандартными характеристиками.

Таблица 1 – Характеристики водоподогревателя

Величина

Обозначение

Ед. измер.

Значение

Наружный диаметр корпуса секции

DH

м

57

Число трубок в секции

n

шт

4

Площадь сечений межтрубного пространства

fмтр

м2

0,00116

Площадь сечения трубок

fтр

м2

0,00062

Эквивалентный диаметр межтрубного пространства

dэкв

м

0,0129

Коэффициент теплопроводности трубок

λст

Вт/(м·0 С)

105

Поверхность нагрева одной секции

при длине секции 2м

fсек

м2

0,37

Тепловая производительность одной секции

Система из гладких труб длиной 2м (исполнение 1 )

Qсек

кВт

8

Размер трубки

мм

(3, табл. 7.1)

2.3 Скорость воды в трубках при двухпоточной компоновке

2.4 Температура греющей воды на выходе из водоподогревателя

Принимаем температуру греющей воды на выходе из водоподогревателя

2.5 Максимальный расход греющей воды, проходящей через водоподогреватель

где с1 – удельная теплоёмкость греющей воды, кДж/(кг·0 С).

Удельная теплоёмкость греющей воды при температуре

(1, прил. 9)

2.6 Скорость воды в межтрубном пространстве при двухпоточной компоновке

где ρ1 – плотность греющей воды, кг/м3 .

Плотность греющей воды при температуре

(2, табл. 1.4)

2.7 Средняя температура греющей воды

2.8 Средняя температура нагреваемой воды

2.9 Коэффициент теплоотдачи от греющей воды к стенке трубки

2.10 Коэффициент теплоотдачи от стенки труб к нагреваемой воде

2.11 Коэффициент теплопередачи водоподогревателя

где φ – коэффициент эффективности теплообмена;

β – коэффициент, учитывающий накипь и загрязнение поверхности труб в зависимости от свойств воды;

а – толщина стенки трубы, м.

λст = 105 Вт/(м·0 С); φ = 1,2; β = 0,92; а = 0,001 м (3,прил. 7)

2.12 Среднелогарифмическая разность температур между нагреваемой и греющей водой в водоподогревателе

2.13 Требуемая поверхность нагрева водоподогревателя

2.14 Число секций водоподогревателя

Принимаем 6 секций в одном потоке.

Действительная поверхность нагрева одного потока

Рис.3. Изменения температур теплоносителей

по поверхности аппарата

2.15 Выбор теплообменного аппарата

По полученной действительной поверхности нагрева водоподогревателя выбираем горизонтальный теплообменный многоходовой кожухотрубный аппарат для систем горячего водоснабжения в ИТП при двухпоточной схеме.

Таблица 2 – Техническая характеристика ТМПГ 76×2 –1,0 – 5 – УЗ

Величина

Ед. измер.

Тепловая мощность

кВт

270

Площадь поверхности нагрева

м2

3,25

Число ходов (секций)

шт

5

Площадь сечения

трубок

м2

0,00108

межтрубного пространства

м2

0,00233

Размер трубки,

мм

Эквивалентный диаметр

мм

0,0164

Наружный диаметр корпуса секции

мм

500

Габариты, a×l×h

мм

0,55 × 2,51 × 0,73

Масса одного блока

кг

350

Потери давления

по трубкам

кПа

20

по межтрубному пространству

кПа

29

Максимальный расход нагреваемой воды

м3

6,7

Коэффициент теплопередачи

Вт/(м2 ·0 С)

5180

(3, табл. 7.4)


3 Тепловой расчёт пластинчатого водо-водяного теплообменного аппарата (схема противоток).

Величины расходов и температуры теплоносителей на входе и выходе из водоподогревателя принимаются такими же, как и в преды­дущем расчёте.

3.1 Оптимальное соотношение числа ходов для греющей и нагреваемой среды

Прини маем располагаемую разность давлений греющей и нагреваемой воды

1 = 40 кПа; DР2 = 1 20 кПа

Соотношение ходов не превышает 2, следо­вательно, принимается симметричная компонов­ка теплообменника.

Рис. 1. Симметричная компоновка пластинчатого теплообменника

3.2 Тип и техническая характеристика пластины

Выбираем тип пластины – 0,6р.

Таблица 2 – Техническая характеристика пластины

Показатель

Ед. измер.

Тип пластины – 0,6р

Габариты, l × h × a

мм

1370 ×300×1

Поверхность теплообмена

м2

0,3

Вес (масса)

кг

3,2

Эквивалентный диаметр канала

м

0,008

Площадь поперечного сечения канала

м2

0,0011

Смачиваемый периметр в поперечном сечении канала

м

0,66

Ширина канала

мм

150

Зазор для прохода рабочей среды в канале

мм

4

Приведённая длина канала

м

1,12

Площадь поперечного сечения коллектора (угловое отверстие на пластине)

м2

0,0045

Наибольший диаметр условного прохода присоединяемого штуцера

мм

65

Коэффициент общего гидравлического сопротивления

Коэффициент гидравлического сопротивления штуцера

1,5

Коэффициент теплопроводности пластины

Вт/(м·0 С)

16

Коэффициент А

0,368

Коэффициент Б

4,5

(3, прил. 8.1)

3.3 Требуемое количество каналов по нагреваемой воде при оптимальной скорости воды в каналах ω2 = 0,4 м/с

где fк – площадь поперечного сечения канала, м2 .

Количество каналов по нагреваемой воде принимаем равным 1.

3.4 Общее живое сечение каналов в пакете по ходу греющей и нагреваемой воды

Компоновка водоподогревателя симметричная, то есть m1 = m2 .

3.5 Фактическая скорость греющей воды

3.6 Фактическая скорость нагреваемой воды

3.7 Коэффициент теплоотдачи от греющей воды к стенке пластины

А = 0,368

3.8 Коэффициент тепловосприятия от стенки пластины к нагреваемой воде

3.9 Коэффициент теплопередачи

λст = 16 Вт/(м·0 С); β = 0,82; а = 0,001 м (3, прил. 8)

3.10 Требуемая поверхность нагрева водоподогревателя

3.11 Число ходов водоподогревателя

Принимаем 7 ходов.

Действительная поверхность нагрева


Задача 2

Произвести расчёт двухступенчатой смешанной схемы теплоснабжения потребителей и ИТП.

1 Исходные данные

Теплопроизводительность водоподогревателя

Температурный график – 130/70 ºС

2. Расчет двухступенчатой смешанной схемы


2.1. Первая ступень

Температура греющей воды на входе , ºС

41

Температура греющей воды на выходе, ºС

39

Температура нагреваемой воды на входе , ºС

15

Температура нагреваемой воды на выходе, ºС

29

Расход нагреваемой воды , кг/час

2098

Расход греющей воды, кг/час

16935

Теплопроизводительность, кВт

34

Обозначение подогревателя по гост

Фактическая поверхность нагрева, кв.м.

Расчетная поверхностннагрева, кв.м.

Потеря напора в трубах ,

Па

fi / скорсть воды в трубах ,

м. / с.

Число секций,

штук

Потеря напора в межтрубном пространстве, Па

2-х метровые

57*2000-Р – ЗТУ 400-28-429-82Е 1.0 / 4.06 2

1

1.1

12469

1.0 / 0.94

3

473841

75*2000-Р – ЗТУ 400-28-429-82Е 1.0 / 2.02 22

2

1.6

4109

0.9 / 0.54

3

127632

88*2000-Р – ЗТУ 400-28-429-82Е 1.0 / 1.64 25

3

2.7

1400

0.6 / 0.32

3

67534

114*2000-Р – ЗТУ 400-28-429-82Е 1.0 / 0.94 2

5

5.2

558

0.4 / 0.20

3

23943

168*2000-Р – ЗТУ 400-28-429-82Е0.9 / 0.39 26

14

10.8

197

0.3 / 0.10

4

5158

219*2000-Р – ЗТУ 400-28-429-82Е 0.6 / 0.23 4

18

17.1

49

0.3 / 0.6

3

1370

273*2000-Р – ЗТУ 400-28-429-82Е 0.4 / 0.15 12

30

26.7

17

0.3 / 0.3

3

577

325*2000-Р – ЗТУ 400-28-429-82Е 0.3 / 0.11 11

41

37.1

9

0.3 / 0.3

3

251

57*2000-Р –2 ЗТУ 400-28-406-88Е 1.0 / 4.06 3

9

8.3

956

0.3 / 0.9

23

11120764

75*2000-Р –2 ТУ 400-28-406-88Е 1.0 / 2.02 3

1

1.3

2739

0.9 / 0.54

2

239685

168*2000-Р –2 ЗТУ 400-28-406-88Е 0.9 / 0.39 23

10

8.5

148

0.3 / 0.10

3

10928

4-х метровые

168*4000-Р – 2ТУ 400-28-429-8Е 0.9 / 0.39 28

14

10.8

159

0.3 / 0.10

2

3162

75*4000-Р –1ТУ 400-28-406-88Е 1.0 / 2.02 4 1 . 0 / 2 . 02 3

1

1.3

2212

0.9 / 0.54

1

119843

2.2 Вторая ступень

Температура греющей воды на входе (ºС)

70

Температура греющей воды на выходе (ºС)

41

Температура нагреваемой воды на входе (ºС)

29

Температура нагреваемой воды на выходе (ºС)

65

Расход нагреваемой воды (кг/час)

2098

Расход греющей воды (кг/час)

2604

Теплопроизводительность (кВт)

88

Обозначение подогревателя по гост

Фактическая поверхность нагрева, кв.м.

Расчетная поверхность нагрева, кв.м.

Потеря напора в трубах, Па

fi / скорсть воды в трубах,

м./с.

Число секцийштук

Потеря напора

в межтруб-ном пространст-ве, Па

2-х метровые

75*2000-Р – 19ТУ 400-28-429-82Е 0.9 / 0.31 2

12

12.1

26025

1.0 / 0.54

19

19118

168*2000-Р – 3ЗТУ 400-28-429-82Е 0.3 / 0.6 2

112

109.7

1623

0.3 / 0.10

33

1006

219*2000-Р – 29ТУ 400-28-429-82Е 0.3 / 0.3 2

171

168.2

478

0.3 / 0.6

29

313

273*2000-Р – ЗТУ 400-28-429-82Е 0.3 / 0.02 1

240

237.1

136

0.3 / 0.3

24

109

75*2000-Р –15ТУ 400-28-406-88Е 0.9 / 0.31 2

10

9.6

20546

1.0 / 0.54

15

42516

114*2000-Р –15ТУ 400-28-406-88Е 0.6 / 0.23 2

27

26.3

2792

0.6 / 0.20

15

7694

168*2000-Р –2 5ТУ 400-28-406-88Е 0.3 / 0.6 1

87

86.0

1229

0.3 / 0.10

25

2154

219*2000-Р – 24ТУ 400-28-406-88Е 0.3 / 0.3 3

138

133.8

435

0.3 / 0.6

24

538

273*2000-Р – 19ТУ 400-28-406-88Е 0.3 / 0.2 4

195

187.2

108

0.3 / 0.3

19

206

325*2000-Р –18ТУ 400-28-406-88Е 0.3 / 0.2 3

256

250.1

53

0.3 / 0.3

18

93

4-х метровые

57*4000-Р – 11ТУ 400-28-429-82Е 1.0 / 0.62 6

8

7.8

73.816

1.0 / 0.94

11

54090

75*4000-Р – 10ТУ 400-28-429-82Е 0.9 / 0.31 8

13

12.1

22115

1.0 / 0.54

10

12424

88*4000-Р –8ТУ 400-28-429-82Е 1.0 / 2.02 7 1 . 0 / 2 . 02 3

18

16.7

6030

0.8 / 0.32

8

5853

114*4000-Р –8ТУ 400-28-429-82Е 0.5 / 0.14 7

35

33.2

3005

0.6 / 0.20

10

2421

273*4000-Р –12ТУ 400-28-429-82Е 0.3 / 0.02 3

244

237.1

110

0.3 / 0.3

12

68

325*4000-Р –12ТУ 400-28-429-82Е 0.3 / 0.02 6

336

316.1

57

0.3 / 0.3

12

30

75*4000-Р –8ТУ 400-28-406-88Е 0.9 / 0.31 10

11

9.6

17692

1.0 / 0.54

8

22675

88*4000-Р –8ТУ 400-28-406-88Е 0.7 / 0.22 7

15

14.0

7673

0.9 / 0.36

8

11512

114*4000-Р –8ТУ 400-28-406-88Е 0.5 / 0.14 9

29

26.3

2404

0.6 / 0.20

8

4103

168*4000-Р –13ТУ 400-28-406-88Е 0.3 / 0.6 6

91

86.0

1032

0.3 / 0.10

13

1120

219*4000-Р –12ТУ 400-28-406-88Е 0.3 / 0.03 3

138

133.8

351

0.3 / 0.6

12

269

273*4000-Р –10ТУ 400-28-406-88Е 0.3 / 0.02 10

206

187.2

92

0.3 / 0.03

10

108

325*4000-Р –9ТУ 400-28-406-88Е 0.3 / 0.02

256

250.1

43

0.3 / 0.03

9

0

Примечание.

Расчет произведен с учетом снижения теплоотдачи в переходной области

fi = 0,464·ln(Re) – 3.28 [fi = 0.35 (при Re<2300), fi = 1 (при Re>10000)]

Список используемой литературы

1 Соколов Е. Я. Теплофикация и тепловые сети: Учебник для вузов. – 7-е изд., стереот. – М.: Издательство МЭИ, 2001. – 472 с.: ил.

2 Манюк В.И., Каплинский Я.И., Хиж Э.Б. Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей: Справочник. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1988. – 432 с.: ил.

3 Проектирование тепловых пунктов СП 41-101-95.

ОТКРЫТЬ САМ ДОКУМЕНТ В НОВОМ ОКНЕ

ДОБАВИТЬ КОММЕНТАРИЙ [можно без регистрации]

Ваше имя:

Комментарий