Готовая РПЗ курсового проекта (1094232), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

1.10.17. Площадь сечения окна нагнетания в торцевой плоскости

Расчет испарителя с межтрубным кипением.

Распределение температур.

Δts - величина подоохлаждения хладоносителя в испарителе

ts₁ = ˚C

Теоретическое распределение температур в испарителе:

t₀ = 5˚C

Среднелогарифмический температурный перепад:

˚C

Средняя температура хладоносителя:

t_{s m} = ˚C

Тип хладоносителя:

Определим теплофизические свойства воды при средней температуре хладоносителя:

Плотность, ρ =

Удельная теплоемкость, С_p =

Коэффициент теплопроводности,  =

Коэффициент кинематической вязкости, υ =

Число Прандтля, Pr =

Задаемся типом трубки: Медная трубка ø16 х 1.5 с шагом S = 22 мм.

Коэффициент оребрения:  = 3.6.

Удельная поверхность оребренной трубки: f_р = 0.134

Скорость протекания воды принимаем равной _s = 2 м / с

Коэффициент теплоотдачи от протекающей воды к стенке трубы:

отсюда

В реальных условиях эксплуатации аппаратов теплообмену препятствуют различные слои загрязнений на стенке каналов. Учет термических сопротивлений загрязнений осуществляется при определении условного коэффициента теплоотдачи, который обычно относят к развитой поверхности трубок.

Без учета термического сопротивления со стороны кипящего холодильного агента:

где R_о.с. – термическое сопротивление слоев из твердых отложений соли и биоосадка,

Для нахождения плотности теплового потока и температуры стенки трубки записываем тепловое уравнение:

(*)

где С₀ - коэффициент, зависящий от теплофизических свойств холодильного агента

Для фреона R134а – С₀ = 4.77

f() – функция от числа , f() = 0.14 + 2.2 _* 

Где - отношение давления кипения к критическому давлению для данного холодильного агента

- комплекс, учитывающий шероховатость трубы

где R_z – средняя шероховатость поверхности труб, мкм;

R_Z0 - средняя шероховатость поверхности для эталонной поверхности, мкм; R_Z0 = 1 _* 10^-6 м

Для медной трубы B = 1.32.

_п – коэффициент, учитывающий влияние пучка труб на эффективность теплоотдачи. Зависит от t₀, q_р и s/d. Для фреона R134а, при t₀ = 5ºC и q = 3,9 кВт / м² _п = 1.7 ;

_м – коэффициент, учитывающий влияние масла на процесс кипения, _м = 0.95;

_р – коэффициент, учитывающий влияние геометрии оребрения на эффективность теплоотдачи при кипении. Зависит от отношения высоты ребра к межреберному просвету. Для отечественных образцов труб ø16 х 1.5 мм _р = 1.55.

_пг – коэффициент перегрева паров (зависит от величины перегрева Δt_п.п.).

_пг = 0.95 при Δt_п.п.= 0.5 ˚С.

Подставим полученные составляющие в уравнение (*):

отсюда t_ст =

Расчетная плотность теплового потока:

q_p =

Теплопередающая поверхность:

м²

Из уравнения конструктивного расчета определяем внутренний диаметр обечайки D:

где S – шаг размещения трубок в трубной решетке, м

S = 0.022 м

отсюда D = м В расчете принят D = м

Важнейшая характеристика аппарата – расстояние между трубными решетками L – (база аппарата) – определяется по уравнению:

отсюда м

Принимаем в расчете L = м

Определение числа трубок на диаметре:

Принимаем n_d = трубок

Количество трубок в поле обечайки:

i_об = = i_действ

Действительная конструктивная теплопередающая поверхность:

м²

Условие ( м² > м²)

Объем хладоносителя, циркулирующего в аппарате:

Число ходов в аппарате по хладоносителю:

Округляем число ходов до Z = 4 и уточняем скорость протекания воды:

Гидромеханический расчет испарителя

где – потери давления на трение в трубах

Па

где

– длина шланга, м

– потери давления на местные сопротивления

Па

Па

т.е. аппарат пригоден к эксплуатации.

Расчет конденсатора.

Определяем тепловую нагрузку на аппарат

кВт

Схема распределения температур в КВО:

Температура воздуха на выходе из аппарата:

tв2 = tв1 + Δtв = ˚C

Примем θ2 = ˚C – температурный перепад между воздухом и холодильным агентом на входе в аппарат и выходе из аппарата, так как для малых и средних КВО θ2 = 5…10 ˚С

Температура конденсации холодильного агента:

t_к = t_в2 + θ₂ = 38 + 7 = 45 ˚C

Среднелогарифмический температурный перепад:

Средняя температура воздуха в аппарате:

t_{в m} =

Расход воздуха через аппарат:

где С_Pв = 1006 - удельная теплоемкость воздуха,

 - плотность воздуха.

Рассмотрим вариант аппарата с теплопередающей поверхностью, составленной из гладкотрубных змеевиков, оребренных стандартными просечными ребрами.

Гофрированные просеченные ребра выполнены из алюминиевого . Ребра имеют воротники шириной 2мм, обеспечивающие контакт ребра с несущей поверхностью, в качестве которой выбрана медная труба 12х1 с внутренним диаметром 11мм.

Внутренняя поверхность секции длиной 1м

м²

Наружная поверхность секции длиной 1м

м²

Число ребер на 1 метр секции

Узкое сечение для прохода воздуха при длине секции L = 1 м

Фронтальное сечение 1 метра секции по воздуху

Коэффициент сужения сечения

Масса секции длиной 1 метр составляет кг.

Наружную теплопередающую поверхность аппарата Fн найдем из известного соотношения:

м²

где кн – коэффициент теплопередачи, отнесенный к оребренной поверхности труб. Зависит от скорости воздуха в узком сечении и фактически находится в следующих пределах:

при _в = – к_н =

При дальнейшей компоновки батареи секций расположены по высоте и секции по глубине, что соответствует размеру по высоте: h = * a = мм и размеру по глубине

L = 2 * L1 = мм. Длину аппарата по фронту В примем равной 2000 мм.

Общая наружная поверхность батареи составляет

м²

Скорость в узком сечении

Приведенный коэффициент теплоотдачи от воздуха к оребренной поверхности.

, где

_в – коэффициент теплопроводности воздуха, ;

υ_в – коэффициент кинематической вязкости, ;Коэффициенты берем из справочника при средней температуре воздуха t_вm = ºC:

_в = и υ_в =

Условный коэффициент теплопередачи к_н:

к_н = _пр =

Коэффициент теплоотдачи со стороны конденсирующегося холодильного агента, отнесенный к оребренной поверхности труб:

где B – коэффициент, зависящий от теплофизических свойств холодильного агента. Для фреона R134а при tк = 69 ºС В = ;

Δi – разность энтальпий холодильного агента на входе в аппарат и выходе из аппарата.

=

Решая полученное уравнение методом последовательного подбора, находим температуру поверхности стенки трубы и искомую плотность теплового потока.

Получим: t_ст = ˚С,

Искомая плотность теплового потока:

Уточненное значение площадь теплопередающей поверхности аппарата:

м²

Сравнивая уточненное значение теплопередающей поверхности Fн разв со значением

Fн = м², полученным из компоновочных решений, отмечаем наличие большого запаса по поверхности.

Аэродинамическое сопротивление вентилятора:

Па

Полное сопротивление с учетом неучтенных потерь:

Па

Расчет конденсатора водяного охлаждения

Тепловая нагрузка на конденсатор

Температура воды на входе

ºС

Принимаем

ºС

ºС

Температура конденсации хладагента

ºС

Среднелогарифмическая разность температур

ºС

Средняя температура воды в аппарате

ºС

Назначаем скорость движения воды в аппарате W в диапазоне 1.7-2.5м/с

W=2м/c

Принимаем медную трубку 16х1,5

Коэффициент теплоотдачи от воды к поверхности

Условный коэффициент теплоотдачи без учета термического сопротивления со стороны конденсирующегося хладагента.

-коэффициент оребрения труб

удельная развитая поверхность

термическое сопротивление осадка на трубах

Плотность теплового потока, площадь поверхности, диаметр аппарата находим из системы уравнений

С=0,72 для горизонтальных аппаратов

b=76,8 комплекс теплофизических свойств хладагента

=1 для медной гладкой трубки

корни системы уравнений

ºС

Теплопередающая поверхность

Число труб на диаметре

принимаем число труб

Расстояние между трубными решетками

принимаем длину труб мм

уточняем внутренний диаметр аппарата

Объем воды проходящий через аппарат

Число ходов по воде

Гидравлическое сопротивление

Расчет пластинчатого теплообменника.

α – угол между рифлением и направлением потока

Р – шаг рифления (расстояние между соседними вершинами зазоров)

е – высота зазора (толщина пластины)

L – длина канала

В – ширина канала

α=60º

е=3,5·10^-3м

В=0,15м

L=0,5м

Гидравлический диаметр

D=2е=2·3,5·10^-3=7·10^-3м

Поверхность теплообмена канала

S=2LB=2·0,5·0,15=0,15м²

Характеристики

Список файлов курсовой работы