Тепловой и гидравлический расчет теплообменных аппаратов

СОДЕРЖАНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И ИНДЕКСЫ …………………………………….…..……..3

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………………..…….4

1. ТИПЫ КОЖУХОТРУБНЫХ ТЕПЛООБМЕННИКОВ И
   ОСОБЕННОСТИ ИХ КОНСТРУЦИИ………………………………..……….….5
2. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ И ВЫБОР КОНСТРУКЦИИ
   ТЕПЛООБМЕННОГО АППАРАТА………………………………..……..….….12

1. Предварительный (оценочный) расчет и выбор теплообменного аппарата….….…..12
           Расчет коэффициента теплопередачи и окончательный выбор ТА……………..….....17

1. ПРОВЕРОЧНЫЙ ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ
   ТЕПЛООБМЕННОГО АППАРАТА……………………………….….……..…..20
2. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТЕПЛООБМЕННОГО

АППАРАТА………………………………………………………..…….….……..21

1. Расчет падения давления теплоносителей в
   трубном и межтрубном пространстве ТА………………………………….…….…..………21
2. Определение мощности энергопривода перекачивающих устройств……….……..….24

1. ОЦЕНКА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
   ТЕПЛООБМЕННОГО АППАРАТА……………………………..…..………..….25
2. ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ КУРСОВОЙ РАБОТЫ (ПРОЕКТА)……….…….....26

ЛИТЕРАТУРА………………………………………………………………..………...………27

УСЛОВНЫЕ  ОБОЗНАЧЕНИЯ

Q – тепловой поток (тепловая мощность теплообменного аппарата), Вт;

T, t – температура, К, оС;

G – массовый расход, кг/с;

W – водяной эквивалент теплоносителя, Вт/К;

F, f – площади поверхности теплообмена и проходного сечения, м2;

d, δ, l – диаметр, толщина и длина, м;

сpm  – удельная массовая теплоемкость, Дж/(кг.К);

ρ – плотность, кг/м3;

λ – коэффициент теплопроводности, Вт/(м.К);

ν, η – кинематический и динамический коэффициенты вязкости, м2/с и Па⋅с;

β – температурный коэффициент объемного расширения, 1/К;

w – линейная скорость, м/с;

u – массовая скорость, кг/(м2.с);

α – коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2.К);

k – коэффициент теплопередачи, Вт/(м2.К);

R – термическое сопротивление, (м2.К)/Вт;

P – индекс противоточности;

Δp – падение давления, Па;

Числа (критерии) подобия:

Нуссельта     Nu = [pic 1],
Рейнольдса   Re = [pic 2] = [pic 3],

Грасгофа      Gr = [pic 4],

Прандтля     Pr = [pic 5].

ИНДЕКСЫ

1 – индекс, который имеют характеристики, относящиеся к горячему теплоносителю;

2 – индекс, который имеют характеристики, относящиеся к холодному теплоносителю;

΄   – индекс характеристик теплоносителя на входе в теплообменный аппарат;

˝  – индекс характеристик теплоносителя на выходе из теплообменного аппарата;

тр – индекс, который имеют характеристики, относящиеся к теплоносителю, который движется в трубном пространстве;

мтр – индекс, который имеют характеристики, относящиеся к теплоносителю, который движется в межтрубном пространстве;

min – минимальное значение характеристики;

max – максимальное значение характеристики.

ВВЕДЕНИЕ

Теплообменными аппаратами (ТА) называются устройства, предназначенные для передачи теплоты от одного теплоносителя к другому. Теплообменные аппараты широко применяются в нефтедобывающей, газовой, нефтеперерабатывающей и химической промышленности: для производства теплооменного оборудования затрачивается до 30 % от общего расхода металла на все технологическое оборудование [10].

Широкое использование теплообменного оборудования в нефтяной и газовой промышленности обязывает специалистов уметь их рассчитывать, обобщать опыт их эксплуатации, анализировать рабочий процесс и намечать пути повышения эффективности их работы. Эффективная работа теплообменных аппаратов приводит к экономии энергии, сокращению расхода топлива и улучшает технико-экономические показатели производственных процессов.