Учебник - Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях, страница 49

Но тогда используют зависимость коэффициента теплоотдачи приконденсации паров хладона от разности температур хладона и стенки.5) Коэффициент теплопередачи.6) По уравнению теплопередачи − площадь поверхности теплообмена.7) По уравнению неразрывности и геометрическим соотношениям линейных размеров, проходных сечений и площади поверхности теплообмена определяют рабочую длину, количество труб в продольном и поперечном рядах пучка.8) Рассчитывают живые сечения каналов для прохода паров хладона и воздуха в конденсаторе и поуравнениям неразрывности вычисляют значения их скоростей.

При существенном (более 5 %) отличииполученных значений скоростей от ранее принятых, расчет повторяют.146Ответ: Площадь поверхности теплообмена S = S1 + S2 = 4,0 м2.Рабочая длина трубL = 0,5 м.Количество труб в пучкеn = 44.z1 = 22.Количество труб в поперечном ряду пучкаz2 = 2.Количество рядов труб по ходу воздухаКоличество труб, включенных параллельно,n1 = 3.в одном ходе хладона1474.Условия задач для самостоятельного решения.Задача 1. Рассчитать площади поверхностей теплообмена калориферов, используемых для нагрева10 кг/с наружного воздуха от – 26 °C до + 10 °C воздухом, удаляемым из помещения, в системе утилизации теплоты последнего с жидкостно-воздушными теплообменниками-утилизаторами (калориферами) и циркулирующим между ними промежуточным теплоносителем.

В качестве промежуточного теплоносителя используется вода. Ее минимальная температура в системе + 5°C, конечная + 8 °C. Температур вытяжного воздуха + 25°C, относительная влажность 50 %.Подобрать стандартные калориферы.Задача 2. Рассчитать площадь поверхности теплообмена вертикального кожухотрубчатого водоподогревателя. 72 т/ч воды проходит по трубам диаметром 18/22 мм. Она нагревается от 70 °C до 110 °C.Греющий теплоноситель – вторичный пар из первого корпуса выпарной установки подается в межтрубное пространство. Параметры пара на входе в теплообменник 0,4 МПа и 140 °C. Коэффициенттеплоотдачи пара принять равным 5000 Вт/(м2 K), коэффициент теплоотдачи воды – 4000 Вт/(м2 K).Теплопроводность материала труб – 50 Вт/(м K). Выбрать формулы для расчета коэффициентов теплоотдачи пара и воды при заданных условиях и проверить ранее принятые их значения.Задача 3. Рассчитать размеры греющей поверхности и расход насыщенного водяного пара, образующегося при вскипании конденсата и используемого для нагрева 7,2 т воды в аппарате периодическогодействия с рубашкой.

Начальная температура воды 20 °C, конечная 80 °C. Давление пара 0,2 МПа.Соотношение внутреннего диаметра корпуса аппарарта и его рабочей высоты 1:2. Коэффициент теплоотдачи пара принять равным 5000 Вт/(м2 K), воды – 800 Вт/(м2 K). Выбрать формулы для расчетакоэффициентов теплоотдачи при заданных условиях и проверить ранее принятые их значения. Рассчитать водоподогреватель, если паровую рубашку заменить на погружной змеевик.Задача 4. Рассчитать площадь поверхности теплообмена воздухоподогревателя из труб со спиральным наружным оребрением. Материал труб – алюминий (λ = 100 вт/(м K)); диаметр dн/dв = 27/25 мм,динаметр оребрения D = 75 мм, шаг ребер 3 мм, средняя толщина ребра 0,3 мм.

Подогреватель выполнен в виде шахматного пучка труб с продольным (в направлении по-тока воздуха) шагом S1 = 1, 2D и поперечным S2 = 1 D. Расход воздуха 10 кг/с, начальная температура 20 °C, конечная 70 °C.Греющий теплоно-ситель – конденсат водяного пара из системы отоплдения. Начальная и конечнаятемпература конденсата 110 и 80 °C. Коэффициенты теплоотдачи конденсата и воздуха(для воздухакоэффициент теплоотдачи отнесен к пол-ной поверхности с учетом оребрения) принять равными 5000и 50 Вт/(м2 K). Выбрать формулы для расчета коэффициентов теплоотдачи теплоносителей при заданных условиях.

Проверить ранее принятые их значения.Задача 5. Определить расход греющего пара и количество труб в греющей камере аппарата для выпаривания 36 т/ч раствора, поступившего на регенерацию из травильного отделения цеха. Начальнаяконцентрация раствора 5 %, конечная 15 %. Камера кожухотрубчатого типа. Диаметр греющих труб38х2 мм. Длина труб 4 м. Температура раствора перед камерой 100 °C, его температура кипения 105°C. Температура насыщения вторичного пара 100 °C.

Параметры греющего пара 0,6 МПа и 165 °C.Плотность раствора 1,2 т/м3, теплоемкость 4 кДж/(кг K), Коэффициенты теплоотдачи пара и растворапринять равными 5000 и 800 Вт/(м2 K). Толщина слоя накипи 1 мм, ее теплопроводность 1 Вт/(м K).Материал труб – сталь с теплопроводностью 40 Вт/(м K). Оценить возможную экономию греющего пара при выпаривании того же раствора в прямоточной трехкорпусной выпарной установке.Задача 6.

Рассчитать теплообменник для нагрева воздуха водой из водогрейного котла-утилизатора,установленного за циклонной печью. Началь-ные и конечные температуры воздуха – 10 °C и + 15 °C,воды 130 °C и 70 °C. Поверхность теплообмена выполнена в виде шахматного пучка оребренных снаружи труб. Диаметр труб dн/dв = 20/18 мм, поперечно-спиральных ребер D = 40 мм.

Толщина ребра 0,3мм. Mатериал труб и ребер – сталь. Теплопро-водность стали λст = 40 Вт/(м K). Шаги труб в пучке S1 =S2 = 1,5 D. Живое сечение каналов для прохода воздуха в межтрубном пространстве принять равным2 м2. Скорость воды в трубах 1 м/с.Задача 7. При расчете воздухоподогревателя в системе утилизации теплоты вентиляционных выбросов получены следующие данные: площадь поверхности теплообмена 450 м2, проходные сечения повоздуху 2 м2 и по воде 0,006 м2.

Каким образом необходимо скомпоновать воздухоподогреватель изкалориферов с поверхностью теплообмена 122,4 м2, проходными сечениями 1,045 м2 и 0,003 м2?Задача 8. Расход воды по трубам, из которых выполнена поверхность теплообмена размером 60 м2,45 т/ч, скорость воды 1 м/с. Предложите компо-новку трубного пучка конденсатора флегмы, т.е. смесипаров на выходе из ректификационной колонны.

Диаметр труб 22/18 мм, длину труб выбрать в преде-148лах 3…6 м. Плотность греющего пара 2 кг/м3, скорость не более 10 м/с. Доля образующегося конденсата от начального расхода паров – 0,8. Вода после конденсатора используется в моечных машинах.Определить количество утилизируемой теплоты в конденсаторе, если температура воды на входе вмоечные машины 65°C, на выходе из них 45°C, потери теплоты в трубопроводах меду конденсаторомфлегмы и моечной машиной 5 % полезно использованной теплоты.Задача 9. Расход дымовых газов через воздухоподогреватель составляет 8000 м3/ч, температура навходе 300 °C и на выходе 150 °C.

Расход воздуха 6000 м3/ч, начальная и конечная температуры 20 °Cи 250 °C. Предложить компоновку трубного пучка воздухоподогревателя и определить длину, шаги иколичество труб при скорости дымовых газов 5…15 м/с и воздуха в межтрубном пространстве 5…10м/с, диаметре труб 58/54 мм и коэффициенте теплопередачи 30 Вт/(м2 K). Определить экономию топлива при оснащении парового котла воздухоподогревателем. Теплотворная способность топлива(природный газ) 35000 кДж/м3. Расход воздуха на горение 10 м3/ м3. Выход дымовых газов 11,5 м3/ м3.Температура продуктов сгорания перед котельным пучком 1400°C.

Среднюю теплоемкость дымовыхгазов в диапазоне температур 150…300°C принять равной 1,35 кДж/(м3 К), в диапазоне 0…1400°C –1,6 кДж/(м3 К), воздуха – 1,3 кДж/(м3 К).1497. Энергосбережение на объектах жилищно-коммунального хозяйства.Мероприятия по энергосбережению на объектах ЖКХ можно подразделить на мероприятия поэкономии топлива котельным оборудованием, по сбережению тепловой энергии при транспортировке,распределении и у потребителей. В данном задачнике будет рассмотрен круг вопросов, связанных сэнергосбережением у потребителей тепловой энергии.

Потребителями тепловой энергии являютсясистемы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, системы горячего водоснабжения жилых, общественных и административно-бытовых зданий.Напомним некоторые положения составления балансов помещений и расчета процессов обработки влажного воздуха.Расчет расходов воды и тепловой энергииI.

Суточный расход горячей воды (Gгвс.) и расход горячей воды за сутки наибольшего водопотребления (Gнв.гвс) (кг/ сутки).Gгвс.= Σ(Gгвс.н×N),где Gгвс.н - норма расхода горячей воды одним потребителем в средние сутки (кг/сут.потребитель), Nколичество потребителей воды в здании.Gнв.гвс=Σ(Gнв.гвс.н×N)где Gнв.гвс.н- норма расхода горячей воды одним потребителем в сутки наибольшего водопотребления(кг/сут.потребитель), N- количество потребителей воды в здании. Суммирование проводится по всемвидам потребителей, расположенных в одном здании. Нормы водопотребления берутся из [9].II. Максимальный расчетный расход горячей в системе горячего водоснабжения.Максимальный расчетный расход горячей воды в кг/ч в системе горячего водоснабжения:Gмакс.гвс=Кч×Σ(Gнв.гвс.н×N)/24,Кч- коэффициент часовой неравномерности потребления воды, учитывающий неравномерность потребления воды по часам суток. Кч зависит от числа жителей в населенном пункте и колеблется, какправило, в диапазоне 2,4÷3.III.