Основы расчета теплообменных аппаратов.

Расчёт теплообменного аппарата может преследовать две цели.

Проверочный расчет проводят, чтобы узнать, как изменятся режимные параметры аппарата при изменении каких-либо начальных условий. Например, понижение температуры горячего теплоносителя на входе в аппарат неизбежно приведет к понижению температуры подогреваемого раствора на выходе. Чтобы этого не случилось, придется изменить производительность аппарата. Насколько уменьшится производительность аппарата в новых условиях, покажет проверочный расчет. Проектный расчет выполняют при проектировании нового аппарата, оптимально решающего задачу в поставленных условиях. Оба расчета используют одни и те же уравнения и различаются только в последовательности выполнения.

Проектный расчет теплообменного аппарата можно разделить на следующие этапы:

а) тепловой расчет — определение необходимой площади поверхности теплообмена;

б) конструктивный расчет — определение основных геометрических размеров аппарата и входящих в него узлов и деталей, включая расчеты на прочность;

в) гидравлический расчет — определение потерь напора при прохождении теплоносителей через аппарат. Если это необходимо, подбор насоса, обеспечивающего заданную скорость движения теплоносителя;

г) расчет тепловой изоляции;

д) расчет экономической эффективности.

В задании на проектирование обычно устанавливают производительность аппарата по нагреваемому или охлаждаемому продукту G2 кг/с, его начальную и конечную температуры t2ни t2к. Указывают также вид горячего или холодного теплоносителя и его начальные параметры. Если задание предполагает возможность выбора теплоносителя, следует проводить независимо расчет для каждого теплоносителя отдельно, а из полученных результатов выбрать наиболее экономичный вариант.

Как пример рассмотрим подробно последовательность проверочного расчета теплообменного аппарата. Пусть требуется установить коэффициент теплопередачи для одноходового кожухотрубного теплообменника, используемого для подогрева сахарного раствора концентрацией х % (по массе), в количестве G2 кг/с, от начальной температуры t2н до температуры t2к. В качестве горячего теплоносителя используют сухой насыщенный пар давлением p, Па. В аппарате установлены п латунных труб длиной 1 м с наружным и внутренним диаметром dн/dв м. Пар подается в межтрубное пространство. Конденсат из аппарата отводится при температуре конденсации. Процесс теплопередачи можно считать установившимся. Рассмотрим последовательно все этапы расчета.

1. Расчет коэффициента теплоотдачи от конденсирующегося пара к стенкам трубок.

Топливо.

ТОПЛИВО — группа горючих веществ, применяемых для выделения энергии, изначально тепловой. Понятие более общее нежели горючее ископаемое, потому как включает в себя и древесину. В широком смысле — один из видов потенциальной энергии, энергоноситель.

ТВЕРДЫЕ ТОПЛИВА
Древесина, древесная щепа, древесные пеллеты, Горючий сланец, Сапропель, Торф, Уголь, Битуминозные пески, Порох, единения азота, Твердое ракетное топливо

ЖИДКИЕ ТОПЛИВА

Просты в транспортировке, но при этом велики потери при испарении, разливах и утечках, Нефтяные топлива, Мазут, Дизельное, топливо (Газойль, Соляровое масло), Керосин, Лигроин, Бензин, Газолин, Масла, Сланцевое масло
Отработавшее машинное масло, Растительные (Рапсовое, Арахисовое) или животные масла (жиры), Спирты , Этанол, Метанол, Пропанол, Жидкое ракетное топливо, Эфиры, (изомеры) спиртов, Метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ), Диметиловый эфир (ДМЭ)
жирных кислот , Этерифицированные растительные масла (Биодизель), Эмульсии , Водотопливная эмульсия, Этиловый спирт в бензинах, Масла в бензинах, Синтетические топлива, производимые на основе процесса Фишера-Тропша , Из угля (CTL)
Из биомасса (BTL)
Из природного газа (GTL)

ГАЗООБРАЗНЫЕ ТОПЛИВА

Еще более транспортабельны, при этом еще большие потери, а также при нормальных условиях ниже энергетическая плотность
Пропан, Бутан, Метан, Природный газ, Метан угольных пластов, Рудничный газ, Болотный газ, Биогаз, Лэндфилл-газ, Гидрат метана
Водород, Cжатый (компримированный) природный газ (CNG), Продукты газификации твердого топлива ,
Угля - (синтез, генераторный, коксовый) газы, возможна подземная газификация углей
Древесины
Смеси
Пропан-бутановая смесь (LPG)
Смесь водорода и природного газа (HCNG)

ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ, РАСТВОРЫ
Аэрозоли , Угольная пыль, Алюминиевая, магниевая пыль, Пены , Газодизель (смесь природного газа с дизельным топливом), Смесь водорода с бензином, Суспензии , Водонитратное топливо ("жидкий порох")

НЕ ТИПИЧНЫЕ ТОПЛИВА

Ядерное топливо, Термоядерное топливо, Ракетное топливо

Основы горения топлива.

Карбюратор предназначен для приготовления топливовоздушной смеси требуемого состава в зависимости от режима работы двигателя и внешних условий и для регулирования количества смеси с целью изменения параметров двигателя.

Известно, что для полного сгорания 1 кг бензина теоретически требуется около 15 кг воздуха. Однако на практике количество воздуха, действительно приходящегося на 1 кг топлива, бывает больше или меньше. Качество топливовоздушной смеси характеризуется коэффициентом избытка воздуха а, который показывает отношение действительного количества воздуха GД, вводимого в смесь на 1 кг топлива, к теоретически необходимому GТ:

Основы расчета теплообменных аппаратов. - student2.ru