Расчет теплообменника с расходом G горячего теплоносителя с t1Н, t1К и холодного теплоносителя с t2Н, t2К

[pic 1]

Основные условные обозначения

с – средняя массовая теплоемкость;

d – внутренний диаметр теплообменных труб;

F - поверхность теплопередачи;

G – массовый расход теплоносителя;

g – ускорение свободного падения;

K – коэффициент теплопередачи;

L – длина теплообменных труб;

l – определяющий размер в критериях подобия;

М – масса;

N – число пластин, мощность;

n – число труб; число параллельных потоков;

p – давление;

Δр – гидравлическое сопротивление;

Q – тепловая нагрузка;

q – удельная тепловая нагрузка;

r – удельная массовая теплота конденсации (испарения);

rз  – термическое сопротивление слоя загрязнений;

S – площадь поперечного сечения потока;

t – температура;

Δt – разность температур стенки и теплоносителя;

w – скорость движения теплоносителя;

z – число ходов в кожухотрубчатых теплообменниках;

α – коэффициент теплоотдачи;

β – коэффициент объемного расширения;

δст – толщина стенки теплопередающей поверхности;

λ – теплопроводность; коэффициент трения;

μ – динамическая вязкость;

ρ – плотность;

σ – поверхностное натяжение;

ξ – коэффициент местного сопротивления;

Re - критерий Рейнольдса;

Nu - критерий Нуссельта;

Pr - критерий Прандтля;

Содержание

Введение        4

Технологический расчет аппарата        8

Расчёт средней разности температур теплоносителей        8

Расчет средней температуры теплоносителей        8

Определение тепловой нагрузки:        9

Определение массового расхода хладагента        9

Определение ориентированной поверхности теплообмена        9

Ориентировочный выбор теплообменника:        10

Уточнённый расчёт теплообменного аппарата        10

Движение жидкости в трубном пространстве        10

Движение жидкости в межтрубном пространстве        10

Расчёт теплового сопротивления стенки:        11

Расчёт коэффициента теплопередачи        11

Определение коэффициента теплоотдачи:        12

Гидравлический расчет:        13

Расчет диаметра патрубков штуцеров        13

Расчёт толщины обечаек        14

Расчет теплоизоляции        14

Конструктивный расчет:        15

Заключение        17

Список литературы        18

Приложение        19

Введение

Теплообменные аппараты (теплообменники) применяются для осуществления теплообмена между двумя теплоносителями с целью нагрева или охлаждения одного из них.

Чаще всего в теплообменных аппаратах в процессе теплообмена происходит изменение агрегатного состояния у одного из теплоносителей: например, конденсация горячего или испарении холодного теплоносителя. В таком случае аппараты будут называть конденсаторами или кипятильниками.

По способу передачи тепла различают три типа теплообменников:

• Поверхностные. Оба теплоносителя разделены стенкой, тепло будет передаваться через поверхность стенки путем конвекции в теплоносителях и теплопроводности стенки;
• Регенеративные. Процесс передачи тепла от горячего к холодному теплоносителю разделяют по времени на два периода, и происходит при попеременном нагревании и охлаждении насадки теплообменного аппарата. Недостатком такого теплообменника является изменение температуры поверхности насадки во времени, что в некоторых случаях не обеспечивает постоянство конечной температуры нагреваемого или охлаждаемого теплоносителя.
• Смесительные. Теплообмен происходит при непосредственном соприкосновении теплоносителей. Применение их ограничено только теми случаями, когда по технологическим условиям допустимо разбавление нагреваемого или охлаждаемого вещества водой.

Поэтому в химической промышленности распространение получили поверхностные теплообменники. Теплообменники разделяются на трубчатые, спиральные, пластинчатые, с поверхностью, образованной стенками аппарата, с оребренной поверхностью теплообмена.