Розрахунок пароводяного підігрівача
Міністерство освіти РФ
Братський державний технічний університет
Факультет енергетики та автоматики
Кафедра промислової теплоенергетики
Розрахунок пароводяного підігрівача
1016 ТО №28 КП 103Г
студент групи ЕОПус-02-1 Мельников Є. А.
к.т.н., доцент кафедри ПТЕ Федяєва В.М.
Міністерство освіти РФ
Братський державний технічний університет
Факультет енергетики та автоматики
Кафедра промислової теплоенергетики
на курсову роботу з курсу
студента 3 курсу гр. ЕОПус-02-1
1. Вихідні дані
Розрахувати пароводяний підігрівач вертикального типу для підігріву води системи опалення цехів виробничих приміщень за таких умов:
1. Тиск води Рв = 0,142 мПа
2. Температура води на вході t` = 20,5 0 С
3. Температура води на виході t``в = 89,6 0 С
4. Витрата води Gв = 214,8 м 3 /год
5. Тиск гріючої пари Рп = 0,57 мПа
6. Температура пари, що гріє tп = 175 0 С
2. Графічна частина: 2 л * А1
Завдання видано – 8.02.03
Завдання прийняв до виконання _____________
Керівник проекту к.т.н., доцент _____________ Федяєва В. Н.Зміст
1. Тепловий розрахунок підігрівача……………………………………….
Список використаної літератури………………………………………
Для закріплення теоретичних знань з курсу «Тепломасобмен» навчальним планом передбачено курсовий проект (робота) для студентів денної та заочної форм навчання. Метою проектування – виконання розрахунку, на підставі якого проводиться остаточний вибір типу та конструкції апарату, визначення його розмірів та виконаннякреслення апарату. Тематика курсового проекту, як правило, охоплює розділи курсу, пов'язані з розрахунком рекуперативних теплообмінників.
Теплообмінними апаратами називають пристрої, призначені для передачі тепла від одного до іншого, а також здійснення різних технологічних процесів: нагрівання, охолодження, кипіння, конденсації та ін.
Теплообмінні апарати класифікуються за різними ознаками. Наприклад, за способом передачі тепла їх можна розділити на дві групи: поверхневі (рекуперативні див. рис. 1 і регенеративні) та зміщення. Вимоги до промислових теплообмінних апаратів, залежно від конкретних умов застосування, дуже різноманітні. Основними вимогами є: забезпечення найвищого коефіцієнта теплопередачі за можливо меншого гідравлічного опору; компактність та найменша витрата матеріалів, надійність та герметичність у поєднанні з розбірністю та доступністю поверхні теплообміну для механічного очищення її від забруднень; уніфікація вузлів та деталей; технологічність механізованого виготовлення широких рядів поверхонь теплообміну для різного діапазону робочих температур, тисків і т.д.
При створення нових, більш ефективних теплообмінних апаратів прагнуть, по-перше, зменшити питомі витрати матеріалів, праці, засобів і енергії, що витрачається при роботі в порівнянні з тими ж показниками існуючих теплообмінників. Питомими витратами для теплообмінних апаратів називають витрати, віднесені до теплової продуктивності в заданих умовах, по-друге, підвищити інтенсивність та ефективність роботи апарату. Інтенсивністю процесу або питомою тепловою продуктивністю теплообмінного апарату газується кількість теплоти, що передається в одиницю часу через одиницюповерхні теплообміну при заданому тепловому режимі
p align="justify"> Інтенсивність процесу теплообміну характеризується коефіцієнтом теплопередачі k. На інтенсивність та ефективність впливають також форма поверхні теплообміну; еквівалентний діаметр та компонування каналів, що забезпечують оптимальні швидкості руху середовищ; середній температурний тиск; наявність турбулізуючих елементів у каналах; оребріння і т. д. Крім конструктивних методів інтенсифікації процесу теплообміну, існує режимні методи, пов'язані зі зміною гідродинамічних параметрів та режиму перебігу рідини біля поверхні теплообміну. Режимні методи включають: підведення коливань до поверхні теплообміну, створення пульсації потоків, вдування газу в потік або відсмоктування робочого середовища через пористу стінку, накладення електричних або магнітних полів на потік, запобігання забрудненню поверхні теплообміну шляхом сильно турбулізації потоку і т.д.
При заданому тиску пари Рп =0,57МПа, температурі насичення ts =160 про З h-s діаграмі визначаємо стан пари. Якщо він перегрітий, то маємо дві зони теплообміну:
перша - охолодження пари від tп =175 про З до ts =160 про
друга - конденсація насиченої пари на вертикальних трубах.
Вважаємо, що переохолодження конденсату немає. Розрахунок поверхні проводимо окремо кожної зони (рис. 2).
1.1 Визначаємо параметри теплоносіїв при середніх температурах води та пари
де t' - температура води на вході в підігрівач, °С;
t”в – температура води на виході з підігрівача, °С,
де tп.- температура перегрітої пари, °З; (tп = 175 ° С),
ts - температура насиченої пари, ° С, (ts = 160 ° С),
За таблицями фізичних властивостей води та водяної пари визначимо їх основні параметри.
Приtв.ср.визначаємо такі довідкові дані:
Рrв = 3- число Прандтля.
Рrп = 1,2-число Прандтля.
1.2 Визначаємо кількість теплоти, що передається парою воді,
де Gв - об'ємна витрата води,
Св - теплоємність води,
Q = 0,0567 986,19 4,183 (89,6-20,5) = 17008.2 кВт.
Обчислюємо кількість теплоти, що передається парою воді в 1-й зоні,
де Dп - масова витрата пари,
Сп - теплоємність пари,
1.3 Визначаємо витрату пари
де r-теплота пароутворення, що визначається за температурою насичення
Q1 = 8,13 2,49 (175-160) = 303.841 кВт.
1.4 Визначаємо кількість теплоти, що передається парою воді у 2-й зоні,
Q2 = 8,13 2053,4 = 16704.35 кВт.
Перевіримо отримане значення переданої теплоти парою воді:
Виберемо довільно діаметр трубок і швидкість води в них: