Определение режимов течения теплоносителей

ВВЕДЕНИЕ

Целью данной курсовой работы является выполнение теплового и гидравлического расчетов кожухотрубного теплообменного аппарата.

Тепловой расчет сводится к определению площади поверхности теплообмена F и теплопроизводительности аппарата Q.

Гидравлический расчет сводится к определению потерь давления в трубном DР_тр и межтрубном DР_мт пространствах, а также к определению мощностей насосов для прокачки теплоносителей N_тр и N_мт соответственно.

Исходными параметрами являются:

1) тип греющей среды, ее расход G, температура на входе и на выходе , допустимый диапазон скоростей w₁;

2) тип нагреваемой среды, температура на входе и на выходе , допустимый диапазон скоростей w₂;

3) геометрические характеристики поверхности теплообмена:

d₁ – внутренний диаметр трубок;

d – толщина стенки трубок;

4) материал трубок.

В результате расчета необходимо определить:

1) теплопроизводительность аппарата Q;

2) площадь поверхности теплообмена F;

3) потери давления DР_тр и мощность насоса N_тр в трубном пространстве;

4) потери давления DР_мт и мощность насоса N_мт в межтрубном пространстве.

Тепловой расчет

Определение режимов течения теплоносителей

По условию задания греющая и нагреваемая среды однотипны, поэтому не имеет принципиального значения, в каком пространстве будет течь греющая или нагреваемая среда. Пусть в трубном пространстве течет греющая среда (будем обозначать ее индексом 1), а в межтрубном – нагреваемая (будем обозначать ее индексом 2).

По условию задания температура на выходе нагреваемого теплоносителя выше температуры на выходе греющего теплоносителя и значит, в качестве схемы движения теплоносителей выбираем противоток.

Выберем скорости движения теплоносителей из допустимого диапазона (для греющей среды м/с, для нагреваемой среды м/с)

м/с;

м/с.

Найдем средние температуры теплоносителей:

,

.

Все теплофизические свойства теплоносителей при их характерных температурах приведены в приложении А.

Определим режим движения в трубном пространстве:

, (1.1)

где – средняя скорость теплоносителя в трубном пространстве, м/с;

– внутренний диаметр трубок, м;

– коэффициент кинематической вязкости жидкости при температуре t₁, м²/с.

.

Так как число Рейнольдса меньше, чем 2300, то режим течения ламинарный.

Определим режим движения в межтрубном пространстве:

, (1.2)

где – средняя скорость теплоносителя в межтрубном пространстве, м/с;

– наружный диаметр трубок, м;

– коэффициент кинематической вязкости жидкости при температуре t₂, м²/с.

Так как число Рейнольдса меньше, чем 2300, то режим течения ламинарный.