.

Расчет рекуперативного теплообменника газотурбинного двигателя

Язык: русский
Формат: реферат
Тип документа: Word Doc
0 562
Скачать документ

СОДЕРЖАНИЕ.

TOC \o “1-3” Реферат PAGEREF _Toc436554967 \h 2

ЗАДАНИЕ. PAGEREF _Toc436554968 \h 3

ВВЕДЕНИЕ. PAGEREF _Toc436554969 \h 4

1. Цели и задачи курсовой работы. PAGEREF _Toc436554970 \h 4

ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ПРОТИВОТОЧНОГО РЕКУПЕРАТИВНОГО ТЕПЛООБМЕННИКА PAGEREF
_Toc436554971 \h 5

1.Определение массовых секундных расходов теплоносителей. PAGEREF
_Toc436554972 \h 5

2.Определение температурных условий работы теплообменника. PAGEREF
_Toc436554973 \h 5

3. Определение коэффициентов теплоотдачи PAGEREF _Toc436554974 \h 6

4. Определение коэффициента теплопередачи PAGEREF _Toc436554975 \h 8

5. Определение площади поверхности охлаждения PAGEREF _Toc436554976 \h
8

РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ КОЖУХА ТЕПЛООБМЕННИКА. PAGEREF _Toc436554977
\h 9

4. ГИДРАВЛИЧЕСКИИ РАСЧЕТ ТЕПЛООБМЕННИКА PAGEREF _Toc436554978 \h 11

Заключение. PAGEREF _Toc436554979 \h 13

Список использованных источников. PAGEREF _Toc436554980 \h 14

Реферат

Страниц 15, рисунков 2.

ПРОТИВОТОЧНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК, РЕКУПЕРАТОР, ТЕМПЕРАТУРА, ДАВЛЕНИЕ, МАССА,
ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ РАЗМЕРЫ.

Объектом проектирования является рекуперативный теплообменник
газотурбинной наземной установки замкнутого цикла. Целью работы является
определение: величины рабочей поверхности теплообменника, температур
теплоносителя на выходе из теплообменника и количества передаваемой
теплоты.

В результате работы был спроектирован теплообменик для заданных
параметрах рабочего тела.

Расчет выполнен на стадии технического предложения.

ЗАДАНИЕ.

Количество теплоты Q, кДж 2 515

Дополнительные тепловые потери Qпот.доп, кДж 2.5

Температура окружающей среды Tокр, К 283

Температура воды на выходе T”в, К 338

Температура воды на входе T’в, К 288

Температура газа на выходе T”г, К 308

Температура газа на входе T’г, К 523

Давление газа Pг, Мпа 8.5

ВВЕДЕНИЕ.

1. Цели и задачи курсовой работы.

Различают конструктивный и поверочный тепловой расчет теплообменного
аппарата.

Цель конструктивного расчета состоит в определении величины рабочей
поверхности теплообменника, которая является исходным параметром при его
проектировании. При этом должно быть известно количество передаваемой
теплоты или массовые расходы теплоносителей и изменение их температуры.

Поверочный расчет выполняется для теплообменника с известной величиной
поверхности.

Цель теплового расчета состоит в определении температур теплоносителя на
выходе из теплообменника и количества передаваемой теплоты. Подробно с
основными схемами теплообменных аппаратов, конструкцией и методикой их
расчета можно ознакомиться в учебной и специальной литературе [1-4].

В задании на курсовую работу необходимо, руководствуясь данной
методикой, произвести конструктивный, тепловой и гидравлический расчеты
противоточного теплообменника газотурбинной наземной установки
замкнутого цикла. В ходе расчета следует выбрать исходные конструктивные
соотношения для компоновки теплообменника. определить рабочую
поверхность теплообменника. подобрать тепловую изоляцию и основные
размеры, сделать эскизную схему аппарата. Необходимо определить затраты
мощности на прокачку холодного и горячего теплоносителей.

Учебные пособия, справочники и литература, использованные в курсовой
работе, указаны в библиографическом списке.

Конструктивная схема теплообменника представлена рис.1

Рис.1. Конструктивная схема теплообменника.

ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ПРОТИВОТОЧНОГО РЕКУПЕРАТИВНОГО ТЕПЛООБМЕННИКА

1.Определение массовых секундных расходов теплоносителей.

На основе уравнения теплового баланса (при отсутствии потерь тепла и
фазовых переходов теплоносителей)

где изменение энтальпии теплоносителей находится по формуле

Где Gв, Gг -массовый секундный расход теплоносителей, в котором для
газа

?tг=t’г-t’’г=250-35=215 0С, для воды ?tв=t’’в-t’в=65-15=50 0С.

2.Определение температурных условий работы теплообменника.

Находим среднюю по длине теплообменника температуру жидкости (воды) при
условии, что нагрев ее в теплообменнике сравнительно мал:

Средняя по длине теплообменника температура газа

где среднелогарифмический температурный напор между теплоносителями

( рис.3)

Если то

По полученным значениям tср.в и tср. г из табл.1 и 2 (все таблицы
см. в прил.2) определяются необходимые теплофизические характеристики
теплоносителей:

Pr, ?, Cp, ?, ?, ?:

?г=Pг/RTг=8500000/287*387=76.53 кг/м3

3. Определение коэффициентов теплоотдачи

Коэффициент теплоотдачи от охлаждаемого газа к стенке трубки определяют
с учетом числа трубок, по которым он протекает, ориентировочно это число
может быть найдено по формуле:

(1)

Принимаем количество трубок n=61.

Скорость газа в трубах принимается равной wг=20…60 м/с при р<0.5 МПа. В нашем случае при р>0.5 МПа скорость принимаем wг= 30 м/с. Для воды
скорость принимаем wв= 2 м/с, а диаметр трубки dвн= 10 мм. Вычислив
число трубок и округлив его согласно табл.3 так, чтобы они заполняли
всю трубную решетку, по nпол=61 находим значение действительной
скорости газа из формулы (1).

Полученная скорость отличается на 5% от рекомендованной (или желаемой),
что удовлетворяет погрешности 10%. Определяем предварительно критерий
Рейнольдса:

или

вычисляем значение коэффициента теплоотдачи из уравнения:

учитывая также критериальное уравнение (применимо к газу и воде):

Имеем

Где ?г = 1.05 – коэффициент, учитывающий влияние температурного фактора
для охлаждаемого газа.

Находим коэффициент теплоотдачи от трубок охлаждающей воде, для чего
предварительно определяем проходное (живое) сечение межтрубного
пространства.

Геометрические размеры поперечного сечения теплообменника должны
удовлетворять условию,

где dнар=dвн+2?????????????????????м и ?= 2 мм. Следовательно,
внутренний диаметр кожуха:

На схеме трубной доски размещаем отверстия под трубки с шагом
b=(1.25..1.3)dвн или b= Dвн/m=0.140/9=0.016, где m=9- число трубок,
укладываемых на диагонали (табл.3,[4]).В любом случае шаг не должен быть
менее bmin=(1.25…1.3)dнар=9*1.25= =0.018 м.Т.к шаг не удовлетворяет
этому условию, то его надо увеличить и, определив вновь диаметр кожуха
Dвн=b(m=0.018*9=0.158 м, оценить новое значение скорости воды в
межтрубном пространстве, используя формулы:

Вновь полученная скорость должна быть не менее 0,5 м/ В нашем случае
скорость воды удовлетворяет этому условию. В дальнейшие расчеты вводить
только скорректированные размеры. Для удобства следует изобразить схему
и все размеры межтрубной доски и кожуха. Число Рейнольдса для воды:

где

Коэффициент теплоотдачи от стенки трубки к воде (жидкости) вычисляется
по формуле:

где ?в = 1.02 – коэффициент, учитывающий влияние температурного фактора
для нагреваемой воды.

4. Определение коэффициента теплопередачи

Коэффициент теплопередачи определяется по формуле:

При вычислении К необходимо соблюдать следующие правила:

если ?г>?в то dср=dнар

если ?г=?в то dср=(dвн+dнар)/2

если ?г109,
пользуются критериальным соотношением:

В нашем случае 103<(20.263(106(0.688)ж<108Критерий Грасгофадля горизонтального расположения теплообменника,В обоих случаях g=9.81 м/с2, ?=1/Tокр=1/283=0.004, ?t=tсрв-tокр =40-10=30Параметры окружающего воздуха ?ж= ?в=?в/?в=0.00002188/79.4=0.00001416, Prж=Prв и Prст=0.705 приведены из табл.1 [4] для заданной tокр= 10 (С.Вычислим величину тепловых потерь, так как Dнар/Dвн <1.5В случае Qпот>Qпот.доп на 5% приступаем к выбору оптимальной тепловой
изоляции кожуха теплообменника. В нашем случае Qпот2500, то движение среды турбулентное и тогда

nкан – число подводящих воду каналов (штуцеров).

Местное сопротивление при продольном омывании пучков вдоль оси
рассчитывается по формуле [3]:

для шахматных пучков при b1/dнар

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Похожие документы
Обсуждение

Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о
Заказать реферат
UkrReferat.com. Всі права захищені. 2000-2019