4 (1176237)

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

Текст из файла

Министерство образования и науки Российской ФедерацииНижнекамский химико-технологический институт (филиал)Федерального государственного бюджетного образовательного учреждениявысшего профессионального образования«Казанский национальный исследовательский технологический университет»А.С. Приданцев, Д.Д. Ахметлатыйпова, А.А. СагдеевТЕПЛОМАССООБМЕННЫЕ АППАРАТЫНИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ УСТАНОВОКУЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕНижнекамск2013УДК 621.56П 75Печатается по решению редакционно-издательского совета Нижнекамскогохимико-технологического института (филиала) ФГБОУ ВПО «КНИТУ».Рецензенты:Вафин Д.Б., доктор технических наук, профессор каф. физики НХТИ КНИТУ,заслуженный деятель науки и образования;Гумеров Ф.М., доктор технических наук, профессор, зав. кафедройтеоретических основ теплотехники КНИТУ, академик МАХ.Приданцев, А.С.П 75 Тепломассообменные аппараты низкотемпературных установок : учебнометодическое пособие / А.С.

Приданцев, Д.Д. Ахметлатыйпова, А.А. Сагдеев. –Нижнекамск : Нижнекамский химико-технологический институт (филиал)ФГБОУ ВПО «КНИТУ», 2013. – 88 с.Рассмотрены параметры, необходимые для расчета теплообменныхаппаратов холодильных машин и установок и представлены сведения о расчететеплоотдачи для основных процессов, протекающих в них.Предназначено для студентов, обучающихся по направлениям 140401.65«Техника и физика низких температур» и 141200 – «Холодильная, криогеннаятехника и системы жизнеобеспечения», при выполнении курсового идипломного проектирования и для самостоятельной работы.Подготовлено на кафедрах техники и физики низких температур НХТИКНИТУ и холодильной техники и технологии КНИТУ.УДК 621.56© Приданцев А.С., Ахметлатыйпова Д.Д.,Сагдеев А.А., 2013© Нижнекамский химико-технологическийинститут (филиал) ФГБОУ ВПО«КНИТУ», 20132УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯiK–энтальпия, кДж/кг;–температурный напор, С;–коэффициент теплопередачи, Вт/м2К;– коэффициент теплоотдачи, Вт/м2К;– коэффициент теплопроводности, Вт/мК;q– удельный тепловой поток, Вт/м2;ср– удельная изобарная теплоемкость,Дж/(кг·К);–теплота парообразования, Дж/кг;–плотность, кг/м3;r–коэффициент кинематической вязкости,м2/с;–коэффициент поверхностного натяжения,н/м;–коэффициент динамической вязкости,Пас;а–коэффициентм2/с;температуропроводности, x;Nu–число Нуссельта, Nu Gr  g  t  x 3–число Грасгофа, Gr ;2Re–число Рейнольдса, Rе Pr–число Прандтля, Рr Ra–число Релея, Ra  Gr  Рr ;w x–число Пекле, Pe  Rе  Рr ;a3–число Галилея, Ga  g  x ;2  w2  x–число Вебера, We ;–определяющий размер, м;PeGaWeхw x;;a3РРкрТt0tвtстdвнdэквdнlWоβgНS1S2S 2FнарFвнmnTPzп1Rи–давление, Па;–критическое давление, Па;–температура, К;–температура кипения хладагента, C;–температура воздуха, °С;–температура стенки, С;–внутренний диаметр трубы, м;–эквивалентный диаметр канала, м;–наружный диаметр трубы, м;–длина канала, м;– скорость движения жидкости, м/с;–коэффициент температурного расширения,К–1;– ускорение свободного падения, м/с2;– высота стенки или трубы, м;– вертикальный шаг пучка труб, м;– горизонтальный шаг пучка труб, м;– диагональный шаг пучка труб, м;–наружная поверхность, м2;–внутренняя поверхность, м2;–массовый расход, кг/с;–число трубок (теплообменных) в аппарате,шт;–число ходов;–число ребер, охватываемых однойпластиной;–радиус кривизны канала, м;–шаг ребер, м;f–площадь поперечного сечения аппарата,м 2;пс–число параллельно орошаемых секций ваппарате.41.

ПАРАМЕТРЫ, НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТАТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ ХОЛОДИЛЬНЫХМАШИН И УСТАНОВОККонденсатор и испаритель встречаются во всех схемах паровыххолодильных машин и являются основными теплообменнымиаппаратами. Весьма распространенными аппаратами являются такжерекуперативный теплообменник (РТО) для хладоновых холодильныхмашин и переохладитель для аммиачных, которые считаютсявспомогательными теплообменными аппаратами.На практике встречаются два типа расчетов теплообменныхаппаратов: при проектировании нового теплообменника определяетсянеобходимая поверхность теплообмена и рассчитываются егоосновные конструктивные размеры; при подборе серийного теплообменника производитсяпроверочный расчет поверхности теплообмена.Параметры, необходимые для выполнения расчета, можноподразделить на группы. К первой группе относятся режимныепараметры, определяющие состояниепотоков, участвующих втеплообмене (давление, температура, энтальпия каждого из потоковна входе и выходе из теплообменного аппарата).

К режимнымпараметрам можно отнести также тепловую нагрузку аппарата.Вторуюгруппуисходныхпараметровсоставляюттеплофизические свойства веществ, участвующих в теплообмене(теплоемкость, вязкость, плотность, теплопроводность). Эта свойствазависят от давления, температуры, агрегатного состояния вещества. Всправочниках они представлены в виде диаграмм, таблиц. Вопрос опредставлении этих зависимостей в удобной для расчетов на ЭВМаналитической форме сложен и не имеет общего решения.К третьей группе исходных величин относятся конструктивныепараметры, включающие размеры и параметры теплообменных труб(dвн, dо, dн, Fнар/Fвн, u), а в случае подбора серийного теплообменногоаппарата число труб и ходов в аппарате (nTP, z).В теплообменных аппаратах низкотемпературных установокшироко используются оребрённые поверхности, и в связи с этим врасчётах фигурирует так называемый приведённый коэффициенттеплоотдачи пр.

Это такой усреднённый коэффициент теплоотдачиребристой поверхности, который учитывает теплоотдачу поверхности5ребра (Fр), поверхности межрёберных промежутковэффективность ребра (Е) и рассчитывается по формуле: FF мр  пр   y  P Е ,FорFор (Fмр)и(1.1)где у – коэффициент теплоотдачи, зависящий от условий процесса;Fop – полная поверхность ребер.Эффективность ребра – это отношение средней избыточнойтемпературы ребра к избыточной температуре основания ребра.Величина Е изменяется от 0 до 1 и определяется:Eгде th mh  em h  e m h e mh   e mh thmh',mh'(1.2)e 2 mh   1 – гиперболический тангенс; h –e 2m h   1условная высота ребра; m  2    p ; δр – средняя толщина ребра.На рис.1 приведены виды оребрённых поверхностей. Вформулах для расчёта площадей поверхности рёбер, межрёберныхпромежутков и живого сечения Fж (Fф – площадь фронтальногосечения аппарата) все площади отнесены к 1 м длины трубы и имеютразмерность м2/м: накатные и насадные рёбра (обозначения на рис.

1) p  d 2hcp u,Fp  2h h  d u , Fмр  d0  1  , FжF 1 00фu S1где  cp  0,5  0  T .(1.3) спирально-навивные рёбра2hFp d 1,48h ,u 0p  d 4,4hcp u,Fмр    d  D  , Fж F 1 0 0фuS16(1.4) пластинчатые рёбра2 pS  d a2  впh d0 , F  F10.Fp   , Fмp  d 0 1 жфuu n4 Su1 1(1.5)Для всех вариантов оребрения полная поверхность будетFоp=Fp+Fмр. Необходимая для расчётов условная высота ребра hвычисляется по следующим формулам: для круглых рёберD ,h  1  0,35 lnd 0(1.6) для прямоугольных и пластинчатых рёберdh  0    1  1  0,35 ln   .2(1.7)Величина ρ, входящая в формулу (1.7) для прямоугольных ипластинчатых рёбер: при коридорном расположении трубSSб  0,2 ,   1,28 мdSм0(1.8) при шахматном расположении трубSS   1,27 2 1  0,3 .dS027(1.9)Рис.1.

Типы ребристых поверхностейа – спирально-накатные рёбра; б – отдельные насадные рёбра;в – спирально – навивные рёбра; г – пластинчатые рёбра82. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О РАСЧЁТЕ ТЕПЛООТДАЧИ ДЛЯОСНОВНЫХ ПРОЦЕССОВ В ТЕПЛООБМЕННЫХАППАРАТАХ ХОЛОДИЛЬНЫХ УСТАНОВОКИнтенсивность процессов передачи тепла в теплообменныхаппаратах холодильных установок определяется величинойудельного теплового потока от более нагретого теплоносителя кменее нагретому:Qq   K m .(2.1)FВ этих расчетах с достаточной точностью коэффициенттеплопередачи рассчитывается по формуле как для плоской стенки:1K.(2.2)1 1    i i  1  2Термическое сопротивление стенки теплообменного аппарата (δi/i) вычисляется одинаково для испарителя, конденсатора илидругого теплообменника.

Оно зависит от материала и толщиныстенки, а также от наличия загрязнений.Коэффициенты теплоотдачи 1 и 2 от теплоносителей к стенке,через которую осуществляется теплообмен, зависят от условийтеплообмена в аппарате (кипение хладагента в испарителе,конденсация его в конденсаторе или теплообмен без фазовыхпереходов в теплообменниках). Коэффициенты теплоотдачисущественно зависят также от режима течения теплоносителей, ихтеплофизических параметров, геометрической формы и размеровобтекаемой теплообменной поверхности.2.1 Теплоотдача при свободной конвекцииСвободная (естественная) конвекция возникает в поле внешнихмассовых сил, которые могут иметь различную природу.

Есливнешними массовыми силами является гравитационное поле Земли,то это явление носит название тепловой гравитационной конвекции.В развитии свободного движения форма тела играетвторостепенную роль, а большее значение имеет протяжённостьповерхности, вдоль которой происходит движение и её положение.Расчёт средних значений коэффициента теплоотдачи в случаетепловой гравитационной конвекции производится по уравнению,полученномуврезультатеобобщениябольшогочислаэкспериментальных данных:9Nu  CGr  Pr n .(2.1.1)В этой формуле определяющей температурой являетсятемпература окружающей среды. В качестве определяющего размерадля горизонтальных труб принят диаметр, а для вертикальныхповерхностей - высота.Значение параметров С и п, а также границы режимов течения вслучае тепловой гравитационной конвекции приведены в табл.

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