Пример: Транспортная логистика
Я ищу:
На главную  |  Добавить в избранное  

Физика /

Расчет рекуперативного теплообменника газотурбинного двигателя



Скачать реферат


СОДЕРЖАНИЕ.

РЕФЕРАТ 2

ЗАДАНИЕ. 3

ВВЕДЕНИЕ. 4

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ КУРСОВОЙ РАБОТЫ. 4

ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ПРОТИВОТОЧНОГО РЕКУПЕРАТИВНОГО ТЕПЛООБМЕННИКА 5

1.ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССОВЫХ СЕКУНДНЫХ РАСХОДОВ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕЙ. 5

2.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНЫХ УСЛОВИЙ РАБОТЫ ТЕПЛООБМЕННИКА. 5

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ТЕПЛООТДАЧИ 6

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ 8

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОЩАДИ ПОВЕРХНОСТИ ОХЛАЖДЕНИЯ 8

РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ КОЖУХА ТЕПЛООБМЕННИКА. 9

4. ГИДРАВЛИЧЕСКИИ РАСЧЕТ ТЕПЛООБМЕННИКА 11

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 13

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ. 14

Реферат

Страниц 15, рисунков 2.

ПРОТИВОТОЧНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК, РЕКУПЕРАТОР, ТЕМПЕРА-ТУРА, ДАВЛЕНИЕ, МАССА, ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ РАЗМЕРЫ.

Объектом проектирования является рекуперативный теплообменник газотур-бинной наземной установки замкнутого цикла. Целью работы является определе-ние: величины рабочей поверхности теплообменника, температур теплоносителя на выходе из теплообменника и количества передаваемой теплоты.

В результате работы был спроектирован теплообменик для заданных параметрах рабочего тела.

Расчет выполнен на стадии технического предложения.

ЗАДАНИЕ.

Количество теплоты Q, кДж 2 515

Дополнительные тепловые потери Qпот.доп, кДж 2.5

Температура окружающей среды Tокр, К 283

Температура воды на выходе T”в, К 338

Температура воды на входе T’в, К 288

Температура газа на выходе T”г, К 308

Температура газа на входе T’г, К 523

Давление газа Pг, Мпа 8.5

ВВЕДЕНИЕ.

1. Цели и задачи курсовой работы.

Различают конструктивный и поверочный тепловой расчет теплообменного аппа-рата.

Цель конструктивного расчета состоит в определении величины рабочей поверх-ности теплообменника, которая является исходным параметром при его проекти-ровании. При этом должно быть известно количество передаваемой теплоты или массовые расходы теплоносителей и изменение их температуры.

Поверочный расчет выполняется для теплообменника с известной величиной по-верхности.

Цель теплового расчета состоит в определении температур теплоносителя на вы-ходе из теплообменника и количества передаваемой теплоты. Подробно с основ-ными схемами теплообменных аппаратов, конструкцией и методикой их расчета можно ознакомиться в учебной и специальной литературе [1-4].

В задании на курсовую работу необходимо, руководствуясь данной методикой, произвести конструктивный, тепловой и гидравлический расчеты противоточного теплообменника газотурбинной наземной установки замкнутого цикла. В ходе расчета следует выбрать исходные конструктивные соотношения для компоновки теплообменника. определить рабочую поверхность теплообменника. подобрать тепловую изоляцию и основные размеры, сделать эскизную схему аппарата. Не-обходимо определить затраты мощности на прокачку холодного и горячего теп-лоносителей.

Учебные пособия, справочники и литература, использованные в курсовой работе, указаны в библиографическом списке.

Конструктивная схема теплообменника представлена рис.1

Рис.1. Конструктивная схема теплообменника.

ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ПРОТИВОТОЧНОГО РЕКУПЕРАТИВНОГО ТЕПЛООБ-МЕННИКА

1.Определение массовых секундных расходов теплоносителей.

На основе уравнения теплового баланса (при отсутствии потерь тепла и фазовых переходов теплоносителей)

где изменение энтальпии теплоносителей находится по формуле

Где Gв, Gг -массовый секундный расход теплоносителей, в котором для газа

tг=t’г-t’’г=250-35=215 0С, для воды tв=t’’в-t’в=65-15=50 0С.

2.Определение температурных условий работы теплообменника.

Находим среднюю по длине теплообменника температуру жидкости (воды) при условии, что нагрев ее в теплообменнике сравнительно мал:

Средняя по длине теплообменника температура газа

где среднелогарифмический температурный напор между теплоносителями

( рис.3)

Если то

По полученным значениям tср.в и tср. г из табл.1 и 2 (все таблицы см. в прил.2) определяются необходимые теплофизические характеристики теплоносителей:

Pr, , Cp, , , :

г=Pг/RTг=8500000/287*387=76.53 кг/м3

3. Определение коэффициентов теплоотдачи

Коэффициент теплоотдачи от охлаждаемого газа к стенке трубки определяют с учетом числа трубок, по которым он протекает, ориентировочно это число может быть найдено по формуле:

(1)

Принимаем количество трубок n=61.

Скорость газа в трубах принимается равной wг=20…60 м/с при р0.5 МПа скорость принимаем wг= 30 м/с. Для воды скорость принимаем wв= 2 м/с, а диаметр трубки dвн= 10 мм. Вычислив число трубок и округлив его согласно табл.3 так, чтобы они заполняли всю трубную решетку, по nпол=61 находим значение действительной скорости газа из формулы (1).

Полученная скорость отличается на 5% от рекомендованной (или желаемой), что удовлетворяет погрешности 10%. Определяем предварительно критерий Рей-нольдса:

или

вычисляем значение коэффициента теплоотдачи из уравнения:

учитывая также критериальное уравнение (применимо к газу и воде):

Имеем

Где г = 1.05 - коэффициент, учитывающий влияние температурного фактора для охлаждаемого газа.

Находим коэффициент теплоотдачи от трубок охлаждающей воде, для чего пред-варительно определяем проходное (живое) сечение межтрубного пространства.

Геометрические размеры поперечного сечения теплообменника должны удовле-творять условию,

где dнар=dвн+2м и = 2 мм. Следовательно, внутренний диаметр кожуха:

На схеме трубной доски размещаем отверстия под трубки с шагом b=(1.25..1.3)dвн или b= Dвн/m=0.140/9=0.016, где m=9- число трубок, уклады-ваемых на диагонали (табл.3,[4]).В любом случае шаг не должен быть менее bmin=(1.25...1.3)dнар=9*1.25= =0.018 м.Т.к шаг не удовлетворяет этому условию, то его надо увеличить и, определив вновь диаметр кожуха Dвн=bm=0.018*9=0.158 м, оценить новое значение скорости воды в межтрубном пространстве, используя формулы:

Вновь полученная скорость должна быть не менее 0,5 м/ В нашем случае ско-рость воды удовлетворяет этому условию. В дальнейшие расчеты вводить только скорректированные размеры. Для удобства следует изобразить схему и все разме-ры межтрубной доски и кожуха. Число Рейнольдса для воды:

где

Коэффициент теплоотдачи от стенки трубки к воде (жидкости) вычисляется по формуле:

где в = 1.02 - коэффициент, учитывающий влияние температурного фактора для нагреваемой воды.

4. Определение коэффициента теплопередачи

Коэффициент теплопередачи определяется по формуле:

При вычислении К необходимо соблюдать следующие правила:

если г>в то dср=dнар

если г=в то dср=(dвн+dнар)/2

если г




Copyright © 2005—2007 «Mark5»