Произвести конструкторский расчет рекуперативного теплообменника и выбрать типоразмер стандартной модели биметаллического воздухонагревателя типа КсК при следующих исходных данных:

Греющая среда - горячая вода;

Начальная температура - t'1 = 100;

Конечная температура - t1'' = 56;

Нагреваемая среда - воздух;

Начальная температура - t2' = -12;

Конечная температура - t2'' = 21;

Расход - L=7000 м3/час.

РЕШЕНИЕ

Расчетная схема:

Вода: с1=973 кг/м3

С1=4,193кДж/кг

Воздух: с2=1,27 кг/м3

С2= 1,005 кДж/кг

2) Определяем массовый расход нагреваемого воздуха:

3) Определяем теплопроизводительность воздухоподогревателя:

4) Из уравнения теплового баланса определяем расход греющего теплоносителя:

5) Определяем водяные эквиваленты теплоносителей:

6) Определяем среднелогарефмический температурный напор.

7) Определяем определяющие температуры теплоносителя и находим соответствующие им значения теплофизических характеристик.

Для теплоносителя с большим водяным эквивалентом определяющая температура берется как среднее арифметическое. При W2>W1

При t2опр. л2=2,48*10-2 Вт/м0С, н2=13,72*10-6 м2/с, Рr2ж=0,706.

Для теплоносителя с меньшим водяным эквивалентом W1<W2 .

При t1опр. л1=0,664 Вт/м 0С, н1=0,339?10-6 м2/с, Рr1ж=2,47

Определяем температуру стенки как среднюю определяющую температур теплоносителей.

Определяем Рr1ст.=6,38 Рr2ст.=0,700

8) Выбираем типоразмеры воздухонагревателя. Рекомендуемая массовая скорость движения воздуха в живом сечении воздухонагревателя составляет 6-8 кг/см2.

Определяем требуемое фронтальное сечение.

Принимаем ближайшую модель КСк3-10 в меньшую сторону.

Fфр=0,189*2=0,378

Fтоб=18,41*2=36,82

f=0,00085

9) Определяем коэффициент теплоотдачи внутри теплообменных трубок d=0,018 м.

10) Определяем коэффициент теплоотдачи для наружной поверхности теплообменных трубок (от стены к воздуху).

Определяем коэффициент теплоотдачи третьего ряда шахматного трубного пучка при обтекании воздуха.

11)Определить коэффициент теплопередачи теплообменных трубок воздухонагревателя.

d1=0,018 м;

d2=0,021 м;

d3=0,025 м;

лст.=45Вт/м 0С;

л1А=210 Вт/м 0С.

Коэффициент оребрения на 1 погонный метр составляет F=1,058м2/пм.

12) Определить требуемую поверхность теплообмена:

13) Проверочный теплорасчет принятого теплообменника по теплопроизводительности.

Qповер.?Q 93,836>81,91

Определяем конечные температуры теплоносителя.

В принципе, наша основная задача определить оптимальные условия работы теплообменника, которые удоволетворяли задание. Поскольку по данным своего расчета я не смог четко подобрать теплообменник, меняю эквивалентную скорость теплоносителя, преобразовав формулы пункта 13

;

W1=81,91*51,232*41,864*2,48/(2*51,232*41,864*2,48(100-56)-2000*81,91*2,48-81,91*51,232*41,864=1,23