Расчет конденсатора.xmcd (1176222)

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

Текст из файла

Расчет конденсатораДано:Энтальпия хладагентана входе в теплообменник::в начале конденсации:h3 = 376.73кДжкгкДжкгв конце конденсации:h4 = 268.37кДжкгна выходе из теплообменника::h4' = 263.16h2 = 416.84кДжкгМассовый расход хладагента через конденсатор:кгG = 0.226сПроизводительность конденсатора:Q = 34.4 кВтУдельная теплота парообразования R507a в рассматриваемом состоянии:3r = 114.5 ⋅10 Дж/кгТемпература хладагента на входе в конденсатора:tхвх = 74.95 оСТемпература хладагента на выходе из конденсатора:tхвых = 41.98 оСТемпература конденсации:tк = 45 оСТемпература воды на входе в конденсатора:tввх = 28 оСТемпература воды на выходе из конденсатора:tввых = 35 оСТепловая нагрузка на паровом участке хладагента:()Q1 = h2 − h3 ⋅G = 9.065 кВт()Тепловая нагрузка на участке кипения:()Q2 = h3 − h4 ⋅G = 24.489 кВтТепловая нагрузка на жидкостном участке хладагента:()Q3 = h4 − h4' ⋅G = 1.177 кВтПлотность пара на входе в конденсаторкгρпв = 93.1443мПлотность насыщенного пара R507a:кгρ1 = 146.463мТеплоемкость насыщенного пара:Джcpп = 877.3кг ⋅КТеплоемкость воды:Джкг ⋅Кcpв = 3980Плотность жидкого R507a:кгρ2 = 897.483мТеплопроводность конденсата хладагента:− 3 Втλк = 54.701 ⋅ 10м ⋅ККинематическая вязкость конденсата:2−8 мνк = 9.4114 ⋅ 10Плотность воды:ρв = 997скг3мКинематическая вязкость воды:ν = 0.882 ⋅102−6 мсТеплопроводность материала (Титан Вт1-0) пластины:Втλпл = 18.85м ⋅КРасчётная часть.Средняя температура хладагента на участке охлаждения паровой фазыTпср =74.95 + 45.02о= 59.985 С2Средняя температура хладагента на участке охлаждения жидкостиTжср =44.98 + 41.98о= 43.48 С2Средняя температура охлаждающей воды в конденсаторе∆Tвср =35 + 28о= 31.5 С2Средние температуры стенки на всех трёх участкахTст1 =∆Tвср + Tпсро= 45.742 С2∆Tвср + tкоTст2 == 38.25 С2Tст3 =∆Tвср + Tжсро= 37.49 С2Располагаемый напор на преодоление гидравлического сопротивления водногопотока∆p = 5000 ПаПредварительно коэффициент теплоотдачи со стороны воды принят:Вт3αв = 8 ⋅102м ⋅КПредварительно принят коэффициент гидравлического сопротивленияξ = 2.8Эквивалентыный диаметр принят:dэ = 0.01 мСредняя скорость воды в каналах конденсатора3vв =()αв⋅ Tст2 − ∆Tвср ⋅∆p2⋅2 = 0.402cpв⋅ 3 ⋅ρв ⋅ξмсКритерий Рейнольдса для водного потокаvв⋅ dэ3= 4.559 × 10νРассчитан коэффициент гидравлического сопротивленияRe =ξ' = 22.4 ⋅Re− 0.25= 2.726Сравнение полученного значения и принятомуξ − ξ'= 0.026ξЧисла Прандля для воды при различных температурахPrвв = 6.7Pвсп = 5.069Prвск = 5.258Prвсж = 4.88Число Нуссельта на стороне нагреваемой воды:Pr0.730.43  вв Nuвп = 0.135 ⋅Re⋅ Prвв⋅ Prвск 0.25= 152.337Теплопроводность воды при средней температурой воды:Втм ⋅ККоэффициент теплоотдачи со стороны воды посчитан:λв = 0.622αвк =Nuвп ⋅ λв3Вт= 9.475 × 102dэм ⋅КСравнение полученного значения и принятому:αвк − αв= 0.184αвГеометрические размеры пластин и образуемых ими каналовПриведенная длина канала:lпр = 1.2 мТолщина стенки пластины:δпл = 0.001 мПоверхность теплообмена одной пластины взята стандатной:Sпл = 0.5 м2Коэффициент теплоотдачи со стороны конденсирующегося хладагента:4α1 = 1.15 ⋅( )3r ⋅g ⋅ρ1 ⋅ λк= 498.549νк ⋅lпр ⋅ tк − Tст2( )(Вт)2м ⋅КНаходим среднюю плотность теплового потокаqсрк =(tк − ∆Tвср)δпл11++αвк λпл α13= 6.237 × 10Втм2Поверхность теплообмена:Q2 ⋅ 10002Sк == 3.926 мqсркПринято:S'к = 5 м2Количество пластин на участке конденсации (целое число):n =S'к+ 2 = 12Sплnут = 12Число каналов по хладагенту и воде:nут=62nвода = nхл = 62Sплк = 0.002 мnхл =Площадь поперечного сечения каналов :FΣ = nхл ⋅ Sплк = 0.012 м2Действительная величина подогрева воды на участке конденсации:Q2 ⋅103∆Tв == 1.421cpв⋅ρ2 ⋅vв⋅FΣКСкорость пара на входе в каналов:3Q2 ⋅ 10мvп == 0.191сr ⋅ ρпв ⋅FΣНайден критерий Рейнольдса по пару.За определяющий размер принята приведенная высота канала.νпв = 1.366 ⋅10Reпв =vп ⋅ lпрνпв−7 м2с6= 1.681 × 10Определен коэффициент поправки на увеличение теплоотдачи из-за скоростипарового потокаPrпв = 0.9246при51.2 ⋅10 < Reпв < 4.5 ⋅100.12Π = 0.2 ⋅Reпв− 0.33⋅Prпв6= 1.146Втα1п = α1 ⋅Π = 571.533 2м ⋅КОпределена средняя температуру стенки на этапе конденсации хладогента1B =   ⋅α1п = 0.071 αв (Tст2 − ∆Tвср) 4t'2 = Tст2 −B(− tк − Tст2)4 4 ⋅( T − ∆T )ст2вср3+ 3 ( tк − Tст2) 3B3= 38.242оССравнение полученного значения и принятомуt'2 − Tст2−4= −2.09 × 10Tст2Действительная величина коэффициента теплоотдачи со стороныконденсирующегося хладагентаВтt'2 − tв23αд == 1.47 × 102м ⋅К 1  ⋅ t − t'α  к 2 в()Коэффициент теплопередачи:1K =δпл= 1.192 × 1011++αвк αд λплСреднелогарифмический температурный напор:∆Tв1Θ == 7.089tк − tв2ln  tк − tв2 + ∆Tв1  (()3Вт2м ⋅КK)Плотность теплового потока:Дж3qF = K ⋅Θ = 8.452 × 102мПоверхность теплообмена конденсатора на участки конденсации:3Q ⋅10S''к == 4.07qFм2Сравнение полученного значения и принятому:S'к − S''к= 0.228S''кS''кSпл= 8.14Паровой участокСкорость хладагента на входе и в среднем на паровом участке:vп ⋅ρ1м= 0.301сρпвvпв =vпв + vпмvпср == 0.2462сС стороны хладагента:Средняя температура, кинематическая вязкость,теплопроводность и числоПрандля на паровом участке:2tк + tхвх−7 мνпср = 1.367 ⋅10tпср == 59.975 оСс2−3λпср = 19.897 ⋅10Prпср = 0.925Втм2Средняя температура у стенки и число Прандля на паровом участке:tпстср =tпср + ( 28)= 43.9872оСPrпстср = 1.921Число Рейнольдса:Reпср =vпср ⋅dэ4= 1.8 × 10νпсрЧисло Нуссельта:Prпср 0.730.43 Nuпср = 0.135 ⋅Reпср⋅ Prпср⋅ Prпстср 0.25= 138.948Теплопередача со стороны хладагента по средней температуре:αпср =λпср ⋅ NuпсрdэС стороны воды:Число Рейнольдса:Reвср =vв⋅dэВт= 276.465= 4.559 × 102м ⋅К3νЧисло Прандля и коэффициент теплопередачи для воды на паровом участке:Prвпср = 2.9839Prвпстср = 3.9885λвпср = 654 ⋅10−3Втм ⋅КЧисло Нуссельта:Nuвпср = 0.135 ⋅Reвср0.730.43⋅Prвпср Prвпср ⋅Pr впстср 0.25= 94.174Теплопередача со стороны воды по средней температуре:αвпср =λвпср ⋅ NuвпсрdэВт3= 6.159 × 102м ⋅ККоэффициент теплопередачи:1Кп =1αвпср+1αпср δпл  λпл = 260.926Вт2м ⋅К+Среднелогарифмический температурный напор:Θп =( tхвх − tввх) − ( tк − tв12) ( tхвх − tввх) ln  ( tк − tв12) = 26.357 KПоверхность теплообмена конденсатора на поровом участке:3Q1 ⋅102Fп == 1.318 мКп ⋅ Θ пЖидкостной участокС стороны хладагента:Скорость хладагента на жидкосном участке:vжср =vпв ⋅ρпвм= 0.031ρ2сСредняя температура хладагента и средняя температура у стенки:tк + tхвыхtжср == 43.49 оС2tжср + tввыхtжстср == 39.2452оСКинематическая вязкость,теплопроводность и число Прандля на жидкостномучастке:νжср = 1.047 ⋅10− 7 м2сPrжср = 1.92−3λжср = 58.168 ⋅ 10Prжстср = 3.0016Втм ⋅КЧисло Рейнольдса:Reжср =vжср ⋅ dэνжср3= 2.983 × 10Число Нуссельта:Prжср 0.730.43 Nuжср = 0.135 ⋅Reжср⋅Prжср⋅ Prжстср 0.25= 54.965Теплопередача со стороны хладагента по средней температуре:αжср =λжср ⋅NuжсрdэВт= 319.722м ⋅КС стороны воды:Число Прандля, теплопроводность для воды на жидкостном участке:Prвжср = 4.0276Prвжстср = 4.1736− 3 Втλвжср = 635 ⋅10м ⋅КЧисло Рейнольдса:Reвжср =vв⋅dэν= 4.559 × 103Число Нуссельта:Prвжср 0.730.43 Nuвжср = 0.135 ⋅Reвжср⋅Prвжср⋅ Prвжстср 0.25= 114.179Теплопередача со стороны воды по средней температуре:αвжср =λвжср ⋅NuвжсрdэВт3= 7.25 × 102м ⋅ККоэффициент теплопередачи:1Кпвж =1αвжср+1αжср δпл  λпл = 301.322Вт2м ⋅К+Среднелогарифмический температурный напор:Θж =(tк − 35) − ( tхвых − tввых) ( tк − 35) ln t−t() хвых ввых = 8.4КПоверхность теплообмена конденсатора на жидкосном участке :Q3 ⋅1032Fж == 0.537 мКп ⋅ Θ жОбщая поверхнасть теплообмена конденсатора:2FΣ = Fп + Fж + S''к = 5.925мКоличество пластин на паровом, жидкосном и конденсационном участках:Fпnп == 2.636Sплnп = 3Fжnж == 1.074Sплnж = 2S''кnк =+ 2 = 10.14SплОбщее количество пластин:n' = nп + nж + nк = 17nк = 12Гидравлические потериρ1 + ρпвρпср == 119.8022Общая длина коналов:lобщ = lпр ⋅n' = 20.4 мОтношение площади жидкостного и парового участка к общей площади:FпПа == 0.222FΣFж= 0.091FΣЖи =Длины каналов на паровом, жидкостном и конденсационном участке:lп = Па ⋅n' = 3.782 мlж = Жи ⋅ n' = 1.541 мlк = lобщ − lп − lж = 15.077 мКоэффициент местного гидравлического сопротивления на жидкостномучастоке:− 0.25ξж = 22.4 ⋅Reжср= 3.031Коэффициент местного гидравлического сопротивления на паровом участоке:− 0.25ξп = 22.4 ⋅ Reпср= 1.934Средняя скорость потока на участке конденсаци:мvжср + vп= 0.111 с2Кинематическая вязкость на паровом участке:vкср =−7νп = 1.37 ⋅102мсЧисла Рейнольдса:vкср ⋅dэ4Reжк == 1.183 × 10νкReпк =vкср ⋅ dэνп3= 8.123 × 10Коэффициенты местного гидравлического сопротивления:− 0.25ξжк = 22.4 ⋅Reжк= 2.148− 0.25ξпк = 22.4 ⋅ Reпк= 2.359Потери давления на различных участках:2lк ρпср ⋅ vкср3∆Pжк = ξжк ⋅⋅= 1.201 × 10 Па2 ⋅dэ22lк ρ1 ⋅ vкср3∆Pпк = ξпк ⋅⋅= 1.613 × 102 ⋅ dэ2Па2lп ρ1 ⋅vп3∆Pп = ξп ⋅ ⋅= 1.961 × 10 Паdэ22lж ρ2 ⋅vжср∆Pж = ξж⋅ ⋅= 204.436 Паdэ2Суммарная потеря давления от конденсатора:3Σ∆Pх = ∆Pжк + ∆Pж + ∆Pп + ∆Pпк = 4.98 × 10Расчет элементов на прочностьПлитыПаГеометрические размеры плиты:B1 = 0.6 мA1 = 1.5 мРасстояние между шпильками:Aшп = 1.4 м Bшп = 0.55 мТолщина прокладки:m = 0.01 мРасчет толщины пластиныPS = K0 ⋅Km ⋅Y ⋅B1 ⋅φ ⋅σгде σ - допускаемое напряжение для материала плит;K0 - коэффициент ослабления для днищ и крышек, имеющих более одногоотверстия;P - расчётное давление;φ - коэффициент, учитывающий прочность сварных швов.φ = 1BшпKm = 0.5 ⋅= 0.451B1 + mКоэффициент, учитывающий отношение сторон прямоугольникаY =1.41 B1 1+  A1 2= 1.309Подсчет коэффициента ослабленияK0 = di 1 − Σ Bшп 1−Σd iBшпгде dу - диаметр углового отверстия;dу = 0.15 м3K0 = dу 1 − 2B шп 32dу1−Bшп= 1.453Прижимное давлениеP1 = 1 МПаДопутимое напряжение Ст3:σ = 140 МПаПлотность Ст 3кгρ = 7850м3Минимальная толщина неподвижной плиты:P1Smin = K0 ⋅Km ⋅Y ⋅B1 ⋅= 0.043 мφ ⋅σПринята:Sн = 0.045 мМинимальная толщина прижимной плиты:P1S'min = Km ⋅Y ⋅ B1 ⋅= 0.03 мφ ⋅σПринята:Sпр = 0.03 мШпилькиКоличество шпилекz = 10Диаметр шпилькиd0 = 36hпр = 0.005 м bпр = 0.01 мε = 0.4Крутящий момент на ключе при затяжке шпилекMк = 150000ξ = 0.26Модуль продольной упругостиEпр = 3 ⋅  1 +(bпр =9hпр )МПа65Fоб = 2 ⋅ Aшп + Bшп ⋅bпр ⋅Eпр ⋅ε ⋅ 10 = 1.404 × 10()65F' = 2 ⋅ Aшп + Bшп ⋅bпр ⋅m ⋅P1 + Aшп ⋅Bшп ⋅P1 ⋅10 = 7.704 × 10F'' =dст =Mк ⋅ zξ ⋅ d01.27 ⋅5= 1.603 × 10F'= 26.436z ⋅σммПринятоd' = 28 ммВерхняя направляющая штангаГеометрические размеры штанги и расстояния до приложения сил:L1 = 250 ммl1 = 102 ммl2 = 89 ммГеометрические размеры пластин:Lпл = 1.380 м Bпл = 0.5 мМасса хладагента в конденсаторе:mх = 10.6 кгМасса воды в конденсаторе:mв = 23.39 кгОбъем пластины:−4Vпл = Lпл ⋅Bпл ⋅ δпл = 6.9 × 10Масса пластин:кгmпл = Vпл ⋅n' ⋅ ρ = 92.08Объемы плит:Vприж = A1 ⋅B1 ⋅ Sпр = 0.027 м3Vстац = A1 ⋅B1 ⋅ Sн = 0.04 м3Массы плит:mприж = ρ ⋅Vприж = 211.95mприж = ρ ⋅Vстац = 317.925Расчет распределенной и сосредаточенной силы:q =( mв + mх + mпл) ⋅gl2= 13.8963Q1 = mприж ⋅g = 3.119 × 10НммНВ качестве верхней направляющей взят двутавр 10БМомент сопротивления двутавра:W1 = 38875.5 мм3Максимальный момент в месте заделки:2l25Mмакс = q ⋅+ Q1 ⋅ l1 = 3.732 × 10 Н ⋅ мм2Напряжение для выбранного профиля:σиз =Предельное напряжение:MмаксW1( [σиз])= 9.599 МПа= 150 МПаσизпред = 1.3 ⋅[σиз] = 195 МПаУсловие прочности выполняется:σизпред > σиз.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов ВКР