Студенческая работа на тему:

Спроектировать и рассчитать кожухотрубчатый теплообменник по следующим данным Материал труб – сталь

Создан заказ №3202131

27 сентября 2018

Спроектировать и рассчитать кожухотрубчатый теплообменник по следующим данным Материал труб – сталь

Как заказчик описал требования к работе:

Необходимо написать решение задач по процессам и аппаратам. Обращаюсь к авторам, у которых много работ по этой дисциплина. Прикрепляю пример и оформление доклада. Срок - 3 дня. 12 страниц печатного текста шрифт 14

Фрагмент выполненной работы:

Спроектировать и рассчитать кожухотрубчатый теплообменник по следующим данным: Материал труб – сталь; Давление пара в межтрубном пространстве – рп = 7 кгс/см2; Массовый расход воды в трубах – Gв = 27 кг/с; Скорость течения воды по трубам – wв = 1,1 м/с; Начальная температура воды – tввх = 270С; Конечная температура воды – tввых = 780С. Здесь и далее все величины, относящиеся к пару, обозначены нижним индексом п, к воде – нижним индексом в. Решение: Согласно законам природы, насыщенный пар от, отдавая теплоту холодному теплоносителю, конденсируется. (работа была выполнена специалистами author24.ru) При постоянном давлении температура конденсации пара постоянна, т.е. не меняется по длине аппарата. Согласно [1,c.520], при 7 кгс/см2 она равна tп = 164,20С. Вследствие постоянства температуры пара по длине аппарата, среднелогарифмическая разность температур также одинакова. Для одноходового аппарата ∆tср=tП-tВвх-tП-tВвыхlntП-tВвхtП-tВвых=∆tвх-∆tвыхln∆tвх∆tвых=164,2-27-(164,2-78)ln164,2-27164,2-78=109,70С Здесь и далее температура воды на входе обозначена верхним индексом вх, на выходе – верхним индексом вых. Для многоходового аппарата ∆tср=Aln∆tвх+∆tвых+A∆tвх+∆tвых-A Где A=∆tВ2+∆tП2 Подставляя, получаем A=∆tВ2+∆tП2=78-272+164,2-164,22=51,00С ∆tср=Aln∆tвх+∆tвых+A∆tвх+∆tвых-A=51,0ln164,2-27+164,2-78+51,0164,2-27+164,2-78-51,0=110,10С Очевидно, что в нашем случае не имеет значения, какое соотношение направлений потоков – прямоток или противоток, - следует использовать (рис.1). Рис.1. Соотношение температур теплоносителей на входах и выходах аппарата при прямотоке (а) и противотоке (б). Физические свойства воды и пара при средней температуре воды tвср = (78+27)/2 = 52,50С и tп = 164,20С приведены в табл.1: Таблица 1. Физические свойства воды и бензола при средних температурах потоков [1,с.481-531]. Свойство Ед. изм. Обозначение Пар (П) Вода (В) Плотность Кг/м3 ρ 3,591 987 Теплопроводность Вт/(м-К) λ 0,0292 0,64 Вязкость Па-с μ 0,0145×10-3 0,57×10-3 Теплоемкость Дж/(кг-К) с 4190 Средняя температура 0С t 164,2 52,5 Критерий Прандтля Pr = cμ/λ 2,75 Теплота конденсации Дж/кг r 2,075×106 Для расчетов нам также понадобится средняя температура стенок труб, которую примем средней между средними температурами потоков теплоносителей (52,5+164,2) / 2 = 108,40С. Свойства теплоносителей при этой температуре приведены в табл.2. Таблица 2. Физические свойства воды и пара при температуре стенки [1,с.481-531]. Свойство Ед. изм. Обозначение Пар (П) Вода (В) Плотность Кг/м3 ρ 858 952 Теплопроводность Вт/(м-К) λ 0,0248 0,67 Вязкость Па-с μ 0,53×10-3 0,22×10-3 Теплоемкость Дж/(кг-К) с 2370 4610 Средняя температура 0С t 108,4 108,4 Критерий Прандтля Pr = cμ/λ 8,65 1,514 Все величины, относящиеся к свойствам теплоносителей вблизи стенки будем отмечать верхним индексом «ст». Тепловая нагрузка аппарата Q=Gвcвtввых-tввх=27×4190×78-27=5770000 Вт Расход греющего пара Gп=Qrп=57700002075000=2,78 кг/с Средний объемный расход воды Vв=Gвρв=27987=0,0274 кгм3 При скорости течения воды по трубам wв = 1,1 м/с общая площадь сечения труб, заполненных водой f=Vвwв=0,02741,1=0,0249 м2 Полученное значение почти соответствует величине 0,025 м2, характерной для теплообменника с плавающей головкой [2,c.52], который, согласно ГОСТ 14246-79 или ГОСТ 14247-79 имеет следующие технические данные: Диаметр кожуха – 800 мм; Диаметр труб – d = 20 х 2 мм; Число ходов труб – 4; Поверхность теплообмена при длине труб 6,0 м – F = 197 м2; Площадь самого узкого сечения в межтрубном пространстве – 0,078 м2. Расположение труб по ГОСТ 13202-77 – коридорное, т.е. по вершинам квадратов. Для проверки вычислим величину коэффициента теплопередачи k . Как известно 1k=1αП+δстλст+1αВ Где α – коэффициенты теплоотдачи от пара к перегородке и от перегородки к воде (соответственно обозначенные индексами П и В), δст и λст – соответственно толщина стенок труб и теплопроводность их материала...Посмотреть предложения по расчету стоимости