Курсовая работа: Теплообменник

🛑 👉🏻👉🏻👉🏻 ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Рассчитать и подобрать двухсекционный пластинчатый теплообменник
Выполнил студент группы ТПП-04-1 _______ .
1.2 Расчет ориентировочной поверхности теплопередачи. Выбор теплообменного аппарата
1.3 Уточненный расчет теплообменного аппарата
1.3.1 Расчет коэффициентов теплоотдачи в секции водяного охлаждения
1.3.2 Расчет коэффициентов теплоотдачи в рассольной секции
1.4 Необходимая поверхность теплопередачи
2.1 Расчет гидравлических сопротивлений
2.1.2 Секция рассольного охлаждения
Для расчета и подбора нормализированного теплообменного аппарата составим и рассчитаем тепловой баланс из которого определим тепловую нагрузку теплообменного аппарата и расход теплоносителя. Рассчитаем среднюю разность температур, выберем по опытным данным ориентировочный коэффициент теплопередачи. Рассчитаем ориентировочное значение поверхности теплообмена и по нему выберем стандартный теплообменник. Произведем уточненный расчет стандартного теплообменника: уточним коэффициенты теплоотдачи для горячего и холодного теплоносителя и уточненный расчет коэффициента теплопередачи. Сопоставим поверхности теплообмена расчетной и нормированной. Произведем гидравлический расчет.
Теплообменные аппараты применяются для проведения теплообменных процессов (нагревание или охлаждение). В данном курсовом проекте мы рассчитываем рекуперативный теплообменник, в котором теплоносители разделены стенкой и теплота передается от одного теплоносителя к другому через разделяющую их стенку.
Предложено на расчет пластинчатый теплообменный аппарат. Поверхность теплообмена в таком аппарате образована набором штампованных гофрированных пластин. Сами аппараты могут быть разборными, полуразборными и неразборными (сварными).
Разборные теплообменники могут работать при давлении 0,002 – 1,0 МПа и температуре рабочих сред от -20 до +180 ºС, полуразборные – при давлении 0,002 – 2,5 МПа и той же температуре; неразборные (сварные) аппараты могут работать при давлении 0,0002 – 4,0 МПа и температуре от – 100 до +300 ºС.
Пластинчатые теплообменники широко используются в пищевой промышленности в качестве нагревателей, холодильников, а также комбинированных теплообменников для пастеризации и стерилизации.
Пластинчатые теплообменники компактны, обладают большой площадью поверхности теплоотдачи, достигающаяся гофрированием пластин.
Эффективность обусловлена большой величиной отношения площади теплопередачи к объему теплообменника. Это достигается высокими скоростями теплоносителей, а также турбулизации потоков гофрированными поверхностями пластин и низкому термическому сопротивлению стенок пластин.
Эти теплообменники изготовляют в виде модулей, из которых может быть собран теплообменник с площадью поверхности теплопередачи, необходимой для осуществления технологического процесса.
К недостаткам относятся сложность изготовления, возможность загрязнения поверхности пластин взвешенными в жидкости твердыми частицами.
Тепловой поток через пластины водяной секции:
Тепловой поток через пластины рассольной секции:
Принимаем конечную температуру воды 40°С.
Разность температур охлаждаемого сусла и воды:
Разность температур охлажденного сусла и воды:
Средняя разность температур теплообменивающихся жидкостей при противотоке:
Разность температур охлаждаемого сусла и рассола:
Разность температур охлажденного сусла и рассола:
Средняя разность температур теплообменивающихся жидкостей в рассольной секции:
1.2 Расчет ориентировочной поверхности теплопередачи

Ориентировочное значение коэффициента теплопередачи выбираем на основании [3]. Вид теплообмена: от жидкости к жидкости, при вынужденном движении . Примем .
Зная тепловую нагрузку аппарата, рассчитав среднею разность температур и выбрав ориентировочный коэффициент теплопередачи, определим ориентировочную поверхность теплообмена для водяной секции:
По ГОСТ 15518-83, при такой площади теплообмена выбираем теплообменный аппарат типа Р исполнение 3 для секции рассольного охлаждения:
f – поверхность теплообмена одной пластины (f=0,2м 2
);
F – поверхность теплообмена (F=31,5м 2
);
По ГОСТ 15518-83, при такой площади теплообмена выбираем теплообменный аппарат типа Р исполнение 3 для секции рассольного охлаждения:
f – поверхность теплообмена одной пластины (f=0,2м 2
);
F – поверхность теплообмена (F=16м 2
);
В соответствии с [1] пластина с f=0,2м 2
, имеет габаритные размеры:
d э
– эквивалентный диаметр канала (d э
=8,8 мм=0,0088м);
S – поперечное сечение канала (S=17,8·10 -4
м 2
);
L – приведенная длина канала (L=0,518 м);
d ш
– диаметр условного прохода штуцеров (d ш
=150мм=0,15м).
1.3 Уточненный расчет выбранного теплообменного аппарата

Пусть компоновка пластин самая простая: Сх: 80/80 и 42/42, т.е. по одному пакету (ходу) для обоих потоков.
1.3.1 Расчет коэффициента теплоотдачи для секции водяного

Скорость сусла в 68 каналах с проходным отверстием 0,00178 м 2
равна
Определим тип движения в каналах, для этого найдем число Рейнольдса
– плотность теплоносителя, кг/м 3
;
В секции водяного охлаждения средняя температура сусла:
Для сусла при 100°С по формуле (1.11)
Критерий Прандтля для потока сусла:
В секции водяного охлаждения средняя температура воды:
Найдем число Рейнольдса из формулы(1.6)
Примем термические сопротивления для воды среднего качества 1/r З.в.
=2000 Вт/м 2
·К, для сусла 1/r З.сус.
=1800 Вт/м 2
·К. Повышенная коррозийная активность воды диктует применять нержавеющую сталь в качестве материале для пластин. Теплопроводность нержавеющей стали [1] при толщине пластины 1,0 мм, примем равную λ СТ
=17,5 Вт/м 2
·К. Сумма термических сопротивлений стенки и загрязнений равна:
Для секции водяного охлаждения коэффициент теплопередачи:
Преобразуем формулу(1.8), и получим
Уточненный расчет учитывая температуры стенок:
Коэффициент теплопередачи для секции водяного охлаждения
1.3.3 Коэффициент теплопередачи для рассольной секции

Скорость движения рассола принимаем в 1.5 раза ниже скорости сусла, так как рассол имеет низкую температуру и значительную вязкость:
В секции рассольного охлаждения средняя температура сусла:
Для сусла при 15°С по формуле (1.5)
Критерий Прандтля для потока сусла:
В секции рассольного охлаждения средняя температура рассола:
Найдем число Рейнольдса из формулы(1.5)
Для секции рассольного охлаждения коэффициент теплопередачи:
Преобразуем формулу(1.10), и получим
1.4 Необходимая поверхность теплопередачи

Согласно формуле(1.3), найдем поверхность теплопередачи, только вместо , подставим расчетную К
Выбранные нами теплообменники для водяной и рассольной секций подходят с запасом.
2.1
Расчет гидравлических сопротивлений

Гидравлическое сопротивление рассчитываем:
где x – число пакетов для данного теплоносителя, компоновка однопакетная(x=1);
L – приведенная длина канала(L=0,518м);
d Э
– эквивалентный диаметр канала(d Э
=0,0088м);
- коэффициент местного сопротивления;
- плотность теплоносителя, кг/м 3
;
Найдем коэффициент местного сопротивления – ξ, который зависит от типа пластины и движения теплоносителя [1].
Найдем коэффициент местного сопротивления – ξ, который зависит от типа пластины и движения теплоносителя.
Режим движения для воды – турбулентный. Значит коэффициент местного сопротивления при ламинарном режиме движения
где коэффициент а 1
=320. Для воды по формуле(2.2)
- плотность теплоносителя, кг/м 3
.
Скорость в штуцерах для горячего теплоносителя
Так как >2,5м/с, то скорость в штуцерах учитываем.
Гидравлическое сопротивление воды по формуле(2.1), с учетом скорости в штуцерах
2.1.2
Секция рассольного охлаждения

Режим движения для рассола – турбулентный. Значит коэффициент местного сопротивления при турбулентном режиме движения
где коэффициент а 2
=15,0. Для холодного теплоносителя по формуле(2.4)
Найдем по формуле(2.3) скорость в штуцерах, для холодного теплоносителя
Так как >2,5м/с, то скорость в штуцерах учитываем.
Гидравлическое сопротивление рассола по формуле(2.1)
1. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию/ Г.С.Борисов, В.П.Брыков, Ю.И.Дытнерский и др. Под. ред. Ю.И.Дытнерского, 2-е изд., перераб. и дополн. М.: Химия, 1991. – 496 с.
2. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: учебное пособие для вузов; под. ред. чл. – корр. АН России П.Г.Романкова. – 13-е изд., стереотипное. Перепечатка с издания 1987г. М.: ООО ТИД «Альянс», 2006. – 576 с.
3. Ульянов Б.А., Бадеников В.Я., Ликучёв В.Г. Процессы и аппараты химической технологии. Учебное пособие – Ангарск: Издательство Ангарской государственной технической академии, 2005 г. – 903 с.
4. ГОСТ 15518-87 Аппараты теплообменные пластинчатые.
5. И.Т. Кретов, С.Т.Антипов, С.В.Шахов Инженерные расчеты технологического оборудования предприятий бродильной промышленности – М.: КолосС, 2004 г. – 391 с.

Название: Теплообменник
Раздел: Промышленность, производство
Тип: курсовая работа
Добавлен 19:18:52 19 июля 2008 Похожие работы
Просмотров: 1000
Комментариев: 15
Оценило: 3 человек
Средний балл: 5
Оценка: неизвестно   Скачать

Срочная помощь учащимся в написании различных работ. Бесплатные корректировки! Круглосуточная поддержка! Узнай стоимость твоей работы на сайте 64362.ru
Привет студентам) если возникают трудности с любой работой (от реферата и контрольных до диплома), можете обратиться на FAST-REFERAT.RU , я там обычно заказываю, все качественно и в срок) в любом случае попробуйте, за спрос денег не берут)
Да, но только в случае крайней необходимости.

Курсовая работа: Теплообменник
Курсовая работа по теме Психічний розвиток дитини у трудовій діяльності
Курсовая работа по теме Роль інформації в сучасній економіці і формування ринку інформаційних послуг в Україні
Дипломная работа: Разработка мероприятий по повышению эффективности отрасли растениеводства в СПК "Перепелкино" Джанкойского района АР Крым
Дипломная работа по теме Малый бизнес в гостиничной индустрии Краснодарского края
Курсовая работа по теме Учет и анализ расчетов по долгосрочным и краткосрочным кредитам и займам
Курсовая Работа На Тему Инвентаризация Земель. Технологическая Схема Изготовления Топографического Плана Масштаба 1: 1000 С Использованием Материалов Аэрофотосъемки
Реферат по теме Иисус Христос, нагорная проповедь
Реферат На Тему Очистка И Повторное Использование Технической Воды И Промышленных Стоков
Реферат по теме Уроки антидарвинизма по Данилевскому
Реферат: Понятие и признаки несостоятельности банкротства юридического лица
Курсовая работа по теме Анализ собственных оборотных средств предприятия
Курсовая работа: Расчет связного передатчика 27 2 МГц
Реферат по теме Технология приготовления блюда из курицы 'Рулет куриный'. Технология приготовления изделия из слоеного теста с начинкой 'Курник'
Сочинение по теме Обломов - типичный представитель поместного дворянства в дореформенной России
Реферат: Теория народонаселения Мальтуса
Обеспечение Личной Безопасности На Дорогах Реферат
Вывод Лабораторной Работы По Физике
Реферат: Стихотворение Бродского "На смерть Жукова"
Реферат по теме Cон как метод отражения и постижения действительности в творчестве Ф.М. Достоевского
Отчеты По Производственной Практике Жд
Контрольная работа: Європейське бароко
Реферат: Микроэлектроника и функциональная электроника (разработка топологии ИМС)
Реферат: Республика Бурятия