Расчет и оптимизация на ЭВМ теплообменного аппарата (Вариант 303)
Описание файла
Документ из архива "Расчет и оптимизация на ЭВМ теплообменного аппарата (Вариант 303)", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "тепломассобмен и теплопередача" из 8 семестр, которые можно найти в файловом архиве МПУ. Не смотря на прямую связь этого архива с МПУ, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "курсовые/домашние работы", в предмете "тепломассобмен" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "Расчет и оптимизация на ЭВМ теплообменного аппарата (Вариант 303)"
Текст из документа "Расчет и оптимизация на ЭВМ теплообменного аппарата (Вариант 303)"
Московский Государственный Университет Инженерной Экологии
КУРСОВАЯ РАБОТА.
РАСЧЕТ И ОПТИМИЗАЦИЯ НА ЭВМ
ТЕПЛООБМЕННОГО АППАРАТА
Работу выполнил:
Студент группы М-33
Рузанов Леонид
Работу проверил:
Москва
2006 год
КУРСОВАЯ РАБОТА.
РАСЧЕТ И ОПТИМИЗАЦИЯ НА ЭВМ ТЕПЛООБМЕННОГО АППАРАТА
Цель работы. Ознакомление с классификацией теплообменных аппаратов (теплообменников), изучение основ их теплового и гидравлического расчета, анализ влияния различных параметров теплообменного аппарата на интенсивность теплообменных процессов.
Содержание. Тепловой и гидравлический расчет кожухотрубного теплообменного аппарата (без перегородок). Отыскание при помощи расчетов на ЭВМ такого сочетания геометрических размеров теплообменного аппарата, которое при заданном тепловом потоке и суммарной мощности на прокачивание теплоносителей по каналам теплообменного аппарата соответствует минимальной площади теплопередающей поверхности.
Перед выполнением курсовой работы необходимо ознакомиться с разделами, посвященными конвективному теплообмену и расчету теплообменных аппаратов в курсе «Теплопередача».
Исходные данные для расчетов представлены в приложении 3.
Первая цифра номера варианта определяет расход горячего теплоносителя и размеры теплообменного аппарата, две вторые цифры — температура горячего теплоносителя и схема движения теплоносителей.
В приложении 4 представлены свойства жидких теплоносителей.
Порядок выполнения курсовой работы.
-
Ознакомиться с материалом рекомендуемой литературы.
-
В соответствии с заданным вариантом из таблиц 1 и 2 приложения 2 выписать исходные
данные для расчетов.
3. На листе формата А4 изобразить схему секции кожухотрубчатого рекуперативного
теплообменника.
4. Выполнить тепловой конструкторский расчет теплообменника, включающий в себя определение:
а) среднего температурного напора;
б) средних температур теплоносителей;
в) теплофизических свойств теплоносителей;
г) методом последовательных приближений
-
температур стенки со стороны каждого теплоносителя;
-
коэффициентов теплоотдачи;
-
коэффициента теплопередачи;
-
плотности теплового потока;
д) площади поверхности теплообмена;
-
Рассчитать и построить график изменения температур теплоносителей при движении
вдоль поверхности теплообмена tf(F). -
Выполнить гидравлический расчет теплообменника, включающий в себя определение:
а) суммарной длинны каналов теплообменника;
б) коэффициентов гидравлического сопротивления движению теплоносителей по каналам теплообменника;
в) перепадов давления в каналах;
г) мощности на прокачку теплоносителей по каналам;
д) требуемое число секций.
7. Определить коэффициент эффективности поверхности теплообмена.
8. Заполнить таблицу исходных данных (приложение 1).
9. Представить преподавателю на проверку результаты работы.
10. Выполнить расчет и оптимизацию теплообменника на ЭВМ.
11. Составить расчетно-пояснительную записку, содержащую:
а) исходные данные для расчета;
б) тепловой расчет;
в) гидравлический расчет;
г) схему секции теплообменного аппарата;
д) схему соединения необходимого количества секций;
е) график изменения температур теплоносителей;
ж) сравнительный анализ характеристик заданного и оптимизированного теплообменников.
12. Защитить курсовую работу.
Оптимизация теплообменника выполняется студентами самостоятельно с использованием готовой программы ОРТ, введенной в память ЭВМ. Студенты допускаются к работе на ЭВМ после расчета заданного варианта (пункты 1-7 порядка выполнения работы) и заполнения таблицы исходных данных для ввода в ЭВМ (приложение 1) с отметкой в ней преподавателя. Значения величин в таблице исходных данных представляются в единицах системы СИ без употребления кратных и дольных приставок таких, как мега, кило, санти, милли и др. При этом не допускаются пропуски или нулевые значения.
Работа на ЭВМ проводится в диалоговом режиме. При появлении на экране монитора сообщения необходимо ввести с клавиатуры требуемую информацию. Ответы должны быть либо Y — да, либо N — нет.
Наряду с исходными данными для расчета в ЭВМ вводится рассчитанное значение площади поверхности теплообмена для заданного варианта. В случае превышения относительной погрешности результата расчета выполненного студентом 20%, работа возвращается для исправления ошибок.
По результатам расчетов на ЭВМ проводится анализ влияния параметров теплообменного аппарата на интенсивность теплообменных процессов. Пример таблицы с результатами расчетов на ЭВМ, выдаваемой на экран дисплея, приведен в приложении 2.
Приложение 3.
Исходные данные для расчетов.
Таблица 1.
Номера вариантов | 101- 132 | 201- 232 | 301- 332 | 401- 432 . | 501- 532 | 601- 632 | 701- 732 | 801- 832 | |
Расход горячего теплоносителя Mi, кг/с | 1,5 | 2,1 | 4,2 | 6 | 12 | 21 | 30 | 51 | |
Внутренний диаметр кожуха D, м | 0,06 | 0,08 | 0,10 | 0,12 | 0,15 | 0,2 | 0,25 | 0,3 | |
Число труб и, шт. | 4 | 7 | 12 | 19 | 37 | 64 | 109 | 151 | |
Номера вариантов | 133-148 | 233-248 | 333-348 | 433-448 | 533-548 | 633-648 | 733-748 | 833-848 | |
Расход горячего теплоносителя Mi, кг/с | 0,5 | 0,7 | 1,4 | 2 | 4 | 7 | 10 | 17 | |
Внутренний диаметр кожуха D, м | 0,05 | 0,07 | 0,08 | 0,10 | 0,15 | 0,2 | 0,25 | 0,3 | |
Число труб и, шт. | 4 | 7 | 12 | 19 | 37 | 64 | 109 | 151 |
Приложение 4
Свойства теплоносителей.
t, °с | ρ, кг/м3 | СР Дж/(кг-К) | λ Вт/(м·К) | μ, Па· с | β, К-1 | |
ВОДА | 20 | 998,2 | 4183 | 0,5990 | 0,001004 | 0,000182 |
40 | 992,2 | 4174 | 0,6350 | 0,0006533 | 0,000387 | |
60 | 983,2 | 4176 | 0,6590 | 0,0004694 | 0,000511 | |
80 | 971,8 | 4195 | 0,6740 | 0,0003551 | 0,000632 | |
100 | 958,4 | 4220 | 0,6830 | 0,0002825 | 0,000752 | |
ЭТАНОЛ | 78 | 757 | 3000 | 0,1536 | 0,0004287 | 0,00141 |
100 | 733,7 | 3300 | 0,1507 | 0,0003143 | 0,0016 | |
120 | 709. | 3610 | 0,1465 | 0,000240 | 0,0019 | |
140 | 680,3 | 3960 | 0,1419 | 0,0001855 | 0,00241 | |
160 | 648,5 | 4650 | 0,1372 | 0,0001446 | 0,00313 | |
БЕНЗОЛ | 80 | 823 | 1880 | 0,1310 | 0,000321 | 0,00115 |
102 | 798 | 1980 | 0,1260 | 0,000258 | 0,00137 | |
127 | 767 | 2080 | 0,1190 | 0,000205 | 0,00167 | |
152 | 735 | 2200 | 0,1120 | 0,000166 | 0,00202, | |
177 | 699 | 2320 | 0,1,060 | 0,000138 | 0,00249 | |
АЦЕТОН | 67 | 736 | 2320 | 0,1370 | 0,000213 | 0,00181 |
87 | 710 | 2420 | 0,1290 | 0,000188 | 0,00192 | |
107 | 683 | 2530 | 0,1210 | 0,000165 | 0,00218 | |
127 | 655 | 2650 | 0,1120 | 0,000141 | 0,0025 | |
147 | 625 | 2830 | 0,1040 | 0,000119 | 0,00304 | |
МЕТА- НОЛ | 65 | 751 | 2880 | 0,1914 | 0,000326 | 0,000182 |
80 | 735,5 | 3030 | 0,1870 | 0,000271 | 0,000387 | |
100 | 714 | 3260 | 0,1813 | 0,0002-14 | 0,000511 | |
120 | 690 | 3520 | 0,П85 | 0,00017 | 0,000632 | |
140 | 664 | 3800 | 0,1700 | 0,000136 | 0,000752 | |
МАСЛО МС-20 | 60 | 869,6 | 2165 | 0,1290 | 0,07985 | 0,000651 |
80 | 858,3 | 2227 | 0,1270 | 0,03365 | 0,00066 | |
100 | 847 | 2290 | 0,1260 | 0,01717 | 0,000669 | |
120 | 835,7 | 2353 | 0,1230 | 0,01010 | 0,000677 | |
140 | 824,4 | 2420 | 0,1210 | 0,00618 | 0,000687 | |
МАСЛО ТРАНС- ФОРМА- ТОРНОЕ | 60 | 856 | 1905 | 0,1072 | 0,004948 | 0,00071 |
80 | 843,9 | 2026 | 0,1056 | 0,003089 | 0,00072 | |
100 | 831,8 | 2144 | 0,1038 | 0,002129 | 0,00073 | |
120 | 825,7 | 2202 | 0,1030 | 0,001810 | 0,000735 | |
140 | 819,6 | "2261 | 0,1022 | 0,001574 | 0,00074 |
Выполнение курсовой работы: