Расчет теплообменного аппарата

Расчет теплообменного аппарата Вариант — 19.

Дано:

G1 = 0,80 кг/с.

G2 = 1,1 кг/с.

D = 47*10−3 м.

d2/d1 = 40/37 *10−3 м.

T’Ж1 = 368 °К Т’Ж2 = 290 °К Т''Ж2 = 320 °К СPM1 = CPM2 = 4190 Дж/(кг°К) Лс = 50 Вт/(мК) Требуется определить:

1. Определить количество тепла Q (Вт), получаемое нагреваемой водой;

2. Найти теплопередачи для аппарата К [Вт/(мК)];

3. Определить средний температурный напор Дtср (К, °С) и нарисовать графики изменения температур теплоносителей вдоль поверхности нагрева для прямотока и противотока;

4. Определить поверхность нагрева F (м2) для прямотока и противотока;

5. Определить (проверить) температуры стенки ТС1 и ТС2 (К, °С) Решение:

Определить количество тепла Q (Вт), получаемое нагреваемой водой:

Температура (К, °С) греющей воды у выхода из аппарата:

Находим средние арифметические температур теплоносителей и значения физических свойств воды при этих температурах:

Физические свойства теплоносителей — греющей воды — при средней температуре:

Из приложения 2: сж1 = 983,1 кг/м3; нж1 = 0,478*10−6 м2 /с;

лж1 = 0,659 Вт/(мК); P2Ж1 = 2,98.

Физические свойства нагреваемой воды при средней температуре:

Из приложения 2: сж2 = 995,7 кг/м3; нж2 = 0,805*10−6 м2 /с;

лж2 = 0,618 Вт/(мК); P2Ж2 = 5,42.

Скорость движения (м/с) теплоносителей:

Греющей воды:

Нагреваемой воды:

Определение режима греющей воды:

Если Re>104, то режим течения греющей воды турбулентный, расчет числа Нуссельта и средний коэффициент теплоотдачи:

Средний коэффициент теплоотдачи d1 [Вт/(м2*К)] от греющей воды к стенке трубы:

теплоноситель вода нагрев прямоток Число Рейнольдса для потока нагреваемой воды Приняв в первом приближении ТС2 = ТС1 и следовательно, Рrc2 = Prc1 = …, получим:

Средний коэффициент теплоотдачи d2 [Вт/(м2*К)], от стенки трубы к нагреваемой воде:

Найти теплопередачи для аппарата К [Вт/(мК)]:

Средний коэффициент теплоотдачи d2 [Вт/(м2*К)], для аппарата (для цилиндрической стенки):

Определить средний температурный напор Дtср (К, °С) и нарисовать графики изменения температур теплоносителей вдоль поверхности нагрева для прямотока и противотока:

Для прямотока:

Для противотока:

Плотность теплового потока на 1 м трубы (Вт/м) при прямотоке и противотоке:

Длина трубы теплообменника при прямотоке и противотоке (м):

Определить поверхность нагрева F (м2) для прямотока и противотока:

Определить (проверить) температуры стенки ТС1 и ТС2 (К, °С) Ошибка в выборе температуры поверхности стенки трубы.