Студенческая работа на тему:

Рассчитать площадь поверхности теплообмена воздухоподогревателя из труб со спиральным наружным оребрением

Создан заказ №2346437

20 октября 2017

Рассчитать площадь поверхности теплообмена воздухоподогревателя из труб со спиральным наружным оребрением

Как заказчик описал требования к работе:

Нужен аспирант или преподаватель, чтобы помочь сделать решение задач по процессам и аппаратам, сроки очень сжатые. Отзовитесь, пожалуйста!

Фрагмент выполненной работы:

Рассчитать площадь поверхности теплообмена воздухоподогревателя из труб со спиральным наружным оребрением. Материал труб – алюминий (л = 100 вт/(м K)); диаметр dн/dв = 27/25 мм, диаметр оребрения D = 75 мм, шаг ребер 3 мм, средняя толщина ребра 0,3 мм. Подогреватель выполнен в виде шахматного пучка труб с продольным (в направлении потока воздуха) шагом S1 = 1,2 D поперечным S2 = 1 D. Расход воздуха 10 кг/с, начальная температура 20 °C, конечная 70 °C. (работа была выполнена специалистами author24.ru) Греющий теплоноситель – конденсат водяного пара из системы отопления. Начальная и конечная температура конденсата 110 и 80 °C. Коэффициенты теплоотдачи конденсата и воздуха (для воздуха коэффициент теплоотдачи отнесен к полной поверхности с учетом оребрения) принять равными 5000 и 50 Вт/(м2 K). Определение тепловой нагрузки на аппарат Температурная схема процесса Определим количество тепла, отнимаемого от конденсата воздухом: Q=Gв∙cв∙(tвк-tвн)3600 где Gв – массовый расход воздуха, кг/ч; cв – средняя теплоёмкость воздуха, кДж/(кг·°С); tвк – конечная температура воздуха, °С; tвн – начальная температура горячего теплоносителя, °С. Q=10∙1005+10092∙70-20=503,5 кВт Расчёт среднего температурного напора При многоходовом потоке теплоносителя в трубном пространстве (смеси) и одноходовом потоке теплоносителя в межтрубном пространстве (воздуха) средний температурный напор определим по методу Белоконя. Большая разность температур тепловых потоков равна: τб=80-20=60 °С Меньшая разность температур тепловых потоков равна: τм=110-70=40 °С Отношение большей и меньшей разности температур потоков равно: τбτм=6040=1,5<2 Тогда средний температурный напор считаем как: ∆tср=τб+τм2=60+402=50 °С Поверхность рёбер, приходящуюся на один метр длины трубы Поверхность рёбер, приходящуюся на один метр длины трубы найдем по формуле: Fр=π∙xр∙(2∙D2-dн24+D∙σр) где = 1/0,003 = 333 – число спиральных витков рёбер, приходящихся на один метр длины трубы, штук; σр– средняя толщина ребра, м; dн– диаметр гладкой трубы, м; σр– диаметр ребра, м. Fр=π∙333∙2∙0,0752-0,02724+0,075∙0,003=2,796 м2/м Наружную поверхность участков гладкой трубы между рёбрами, приходящуюся на один метр длины трубы определяем по формуле Fн=π∙dн∙(1-x∙σо) где σо – ширина рёбер у основания, м; Fст=π∙0,027∙1-333∙0,0003=0,076 м2/м Полная наружная поверхность одного метра оребрённой трубы рассчитывается по формуле: Fп=Fст+Fр=2,796+0,076=2,872 м2/м Расчёт коэффициента теплопередачи для пучка оребрённых труб Рассчитаем коэффициент теплопередачи на единицу гладкой поверхности трубы по формуле: K=11α1+(δλ)вн.+(δλ)ал+(δλ)нар.+FстFп∙1α2 где – коэффициента теплоотдачи со стороны конденсата, Вт/(м2·К); – толщина стенки, м; – коэффициент теплопроводности алюминия, Вт/(м·К); Fст – поверхность гладкой трубы (по наружному диаметру), приходящаяся на один метр её длины, м; – полная наружная поверхность одного метра оребрённой трубы, м2/м; α2 – приведённый коэффициент теплоотдачи для круглых рёбер, Вт/(м2·К); (δλ)вн. – тепловое сопротивление внутреннего слоя загрязнения (со стороны смеси), (м2·К)/Вт; (δλ)ал – тепловое сопротивление алюминиевой стенки трубы, (м2·К)/Вт; (δλ)нар. – тепловое сопротивление наружного слоя загрязнения, (м2·К)/Вт. Рассчитываем поверхность гладкой трубы по формуле: Fст=π∙dн∙l где – длина трубы, м (равная одному метру, поскольку рассчитываем площадь на один метр). Fст=π∙0,027∙1=0,0006 м2/м Тогда получим: K=115000+15800+0,002100+12800+0,0762,872∙150=782 Вт/(м2·К) Определение поверхности теплообмена Находим поверхность теплообмена холодильника с оребрёнными трубами, отнесённую к гладким трубам по формуле: F=QK∙∆tср=503500782∙50=12,88 м2 Решение: площадь поверхности теплообмена воздухоподогревателя из труб со спиральным наружным оребрением 12,88 м2.Посмотреть предложения по расчету стоимости