Создан заказ №2189501
15 июня 2017
вариант 11 На основе анализа возможных схем теплообменников учёта их конструктивных особенностей выбрать оптимальную схему теплообменника и провести конструктивный и тепловой расчёт
Как заказчик описал требования к работе:
Только решить задачу. Пример решения(с преподавателем) могу скинуть лично. Выполнение в ворд или от руки (не принципиально). Вариант 11.
Фрагмент выполненной работы:
вариант 11
На основе анализа возможных схем теплообменников, учёта их конструктивных особенностей выбрать оптимальную схему теплообменника и провести конструктивный и тепловой расчёт.
Исходные данные:
- схема движения – прямоток;
- производительность, Q=0,66*106 [Дж/кг];
- температура греющей воды на входе, t1′=130 [С];
- температура греющей воды на выходе, t1=100 [С];
- температура нагревающей воды на входе, t2=60 [C];
- температура нагревающей воды на выходе, t2=65 [C];
- поверхность нагрева (латунные трубки), dвн/dн=14/16 [мм];
- теплопроводность материала, ст= 105 Вт/м*К;
- толщина накипи, нак = 0,2 мм;
- теплопроводность накипи, нак=3,49 Вт/ м*К
- КПД, =0,98.
Решение:
Конструктивный расчет
Расчет производим с учетом, что греющая вода протекает в межтрубном пространстве теплообменника.
Средняя температура греющей воды
t1ср=t1'+t1"2=130+1002115 ℃
По температуре t1 ср=115 ℃ находим:
- плотность воды
ρис1=960-6=954 кг/м3
100-0,040
15-х
x=100∙402=6
- удельная теплоемкость воды
Ср1=4233-8,5=4224,5 Дж/кг*К
10 - 17
5 - х
x=5∙1710=8,5
- коэффициент теплопроводности воды
λис1=0,685+0,0005=0,6855 Вт/кг*К
10 - 0,001
5 – х
x=5∙0,00110=0,0005
- коэффициент кинематической вязкости
υис1 =(0,272+0,01)*10-6=0,272*10-6
10 – 0,02*10-6
5 - х
x=5∙0,02∙10-610=0,01
- критерий Прандтля
Prис1 =1,6-1,3=1,535
10 – 0,13
5 - х
x=5∙0,1310=0,065
Средний объемный расход греющей воды, протекающей в межтрубном пространстве
V1=QCp1t1'-t1"∙ρис1∙η=6,6∙1064224,5∙130-100∙954∙0,98=0,0056 м3/с
Средняя температура нагреваемой воды
t2ср=t2'+t2"2=60+652=62,5 ℃
По температуре t2ср=62,5 ℃ находим:
- плотность воды
ρис2=998-10=988 кг/м3
50-0,040
12,5-х
x=12,5∙4050=10
- удельная теплоемкость воды
Ср2=4178-2=4180 Дж/кг*К
10 - 8
5 - х
x=5∙810=2
- коэффициент теплопроводности воды
λис2=0,478+0,0325= Вт/кг*К
10 - 0,05
6,5 – х
x=6,5∙0,0510=0,0325
- коэффициент кинематической вязкости
υис2=(0,478+0,0325)*10-6=0,5105*10-6
10 – 0,05*10-6
5 - х
x=5∙0,05∙10-610=0,0325
- критерий Прандтля
Prис2 =2,98-0,0775=2,9025
10 – 0,31
2,5 - х
x=2,5∙0,3110=0,0775
Средний объемный расход нагреваемой воды
V2=QCp2t2'-t2"∙ρис2∙η=0,66∙1064180∙60-65∙988=0,031 м3/с
Суммарная площадь поперечного сечения трубок в секциях
fт=V22=0,0312=0,0226 м2
Количество трубок
nт=4∙fтπ∙dвн2=4∙0,0226π∙0,0142=113,47=114
По таблице 2 стандартное количество трубок: nт'=127
Значение относительного диаметра трубной решетки
D'S=12
где - внутренний диаметр трубной решетки; S-шаг между трубками, который находится по формуле:
S=1,4∙dнар=1,4∙0,016=0,0224 м
Тогда внутренний диаметр трубной решетки
D'=D'S∙S=12∙0,0224=0,2688 м
Внутренний диаметр корпуса аппарата
Dвн=D'+dнар+2∙k=0,2688+0,016+2∙0,008=0,300 м
где k-кольцевой зазор, который равен 0,008м.
Площадь поперечного сечения корпуса
Fк=π∙Dвн24=3,14∙0,3024=0,071 м2
Площадь занятая трубками
fт'=π∙dнар2∙nт'4=3,14∙0,0162∙1274=0,026 м2
Поперечное сечение пространства
fмт=Fк-fт'=0,071-0,026=0,046 м2
Скорость воды в межтрубном пространстве
v1=V1fмт=0,00560,056=0,1 м/с
v2=0,7 м/с
Тепловой расчет теплообменника
Тепловой расчет производится применительно к многослойной стенке с учетом накипи.
2.1 Определение коэффициента теплопередачи α1
Коэффициент теплопередачи α1 от греющей воды к стенкам труб.
а) Критерия Рейнольдса
Re1=v1∙dэквν1=0,1∙0,02480,282∙10-6=10786,4
где dэкв – эквивалентный диаметр
dэкв=Dвн2-nт'∙dнар2nт'∙dнар+Dвн=0,302-127∙0,0162127∙0,016+0,3=0,0248 м
б) Критерий Нуссельта:
Режим турбулентный, так как Re>10000
Nu1=0,023∙Re10,8∙Pr20,43∙Pr1Prст10,25=0,023∙10786,40,8∙1,5350,43∙1,5351,360,25=47,99
Коэффициент теплопередачи
α1=Nu1∙λ1dэкв=47,99∙0,68550,0248=1324,006 Вт
2.2 Коэффициент α2 от стенке к трубе с нагревающей жидкостью
а) Критерий Рейнольдса:
Re2=v2∙dвнν2=0,7∙0,140,5105∙10-6=19262,3
б) Критерий Нуссельта при турбулентном режиме (Re>10000):
Nu2=0,023∙Re20,8∙Pr20,43∙Pr2Prст20,25=0,023∙15602,20,8∙2,90,43∙2,92,550,25=100,58
α2=Nu2∙λ2dнар=100,58∙0,6630,016=4171,5 Вт
где Prст2 - критерий Прандтля, который берется по наибольшей температуре, Prст2=1,36
2.3 Коэффициент теплоотдачи
k=11α1+Δстλст+Δнахλнах+1α2=111324,006+0,001105+0,00023,49+14171,5=941,7
где Δст – толщина стенки
Δст=dнар-dвн2=0,016-0,0142=0,001 м
2.4 Поверхность теплообменника
F=Qk∙∆tср=0,66∙106941,76∙50,5=13,88 м2
где ∆tср средняя температура равна:
∆tср=t1'-t2'-t1"-t2"lnt1'-t2't1"-t2"=130-60-100-65ln130-60100-65=50,5 ℃
2.5 Длина трубок в секции:
L=Fπ∙dср∙nт'=13,883,14∙0,015∙127=2,32 м
где dср -средний диаметр, который равен:
dср=dнар+dвн2=0,016+0,0142=0,015 м
2.6 Число секций:
nс=Ll=2,324,08=0,561 шт
где l нормативная длина секции, равная 4,08 м
Выбираем в соответствии с расчетными данными подогреватель ВВПЛ-300 с внутренним диаметром корпуса Dвн=309 мм
Список использованной литературы
1. (работа была выполнена специалистами author24.ru) Альтшуль А.Д., Калицун В.И., Майрановский Ф.Г. и др. Примеры расчетов по гидравлике: Учебное пособие. - М.: Стройиздат, 1976. 256 с.
2. Андреев А.Ф., Барташевич Л.В., Боглан Н.В. и др. Гидро- пневмоавтоматика и гидропривод мобильных машин. Объемные гидро- и пневмомашины и передачи. - Минск: Высшая школа, 1987. 310 с.
3. Башта Т.М. Гидропривод и гидропневмоавтоматика. - М.: Машиностроение, 1972. - 320 с.
4. Башта Т.М., Руднев С.С., Некрасов Б.Б. и др. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: Учебник. 2-е изд., перераб. - М.: Машиностроение, 1982. - 423 с.
5. Богданович Л.Б. Гидравлические механизмы поступательного движения: Схемы и конструкции. - М., Киев: МАШГИЗ, 1958. - 181 с.
6. Богомолов А.И., Михайлов К.А. Гидравлика: Учебник. Изд. 2-е, перераб. и доп...Посмотреть предложения по расчету стоимости
Заказчик
заплатил
заплатил
20 ₽
Заказчик не использовал рассрочку
Гарантия сервиса
Автор24
Автор24
20 дней
Заказчик принял работу без использования гарантии
16 июня 2017
Заказ завершен, заказчик получил финальный файл с работой
5
вариант 11
На основе анализа возможных схем теплообменников учёта их конструктивных особенностей выбрать оптимальную схему теплообменника и провести конструктивный и тепловой расчёт.jpg
2018-05-31 22:46
Последний отзыв студента о бирже Автор24
Общая оценка
5
Положительно
Случайно перепутала даты сдачи, объяснила автору, что нужно прислать намного раньше, чем указано, вошла в положение и все сделала быстро и качественно.
Хочешь такую же работу?
300 ₽
