Пример расчёта теплообменника

1. Составим уравнение теплового баланса:

Q=G_г∙С_рг∙ (t_нг-t_кг)=G_в ∙C_рв ∙ (t_вк-t_вн)=K∙ F∙ ∆t_ср

2.Количество теплоты

Q=G_г∙С_рг∙ (t_нг-t_кг),

где G _г =V∙ρ_г - расход газа;

С - удельная теплоемкость газа;

t _нг - температура входящего газа;

t _кг - температура выходящего газа.

3.Расход воды из уравнения теплового баланса

G_в=Q/C_рв ∙ (t_вк-t_вн),

где - C_рв - удельная изобарная теплоёмкость воды, кДж/(кг К);

t_вк -температура воды на выходе, °C ;

t _вн - температура воды на входе, °С .

4.Поверхность теплообмена, м²

F=Q/K ∙∆t_ср,

где - К - коэффициент теплопередачи, Вт/ (м²∙К):

К=1/(1/α_в d_в)+(1/λ∙(lnd_н/d_e))+il/α_н∙d^н),

где - α - коэффициент теплоотдачи от ядра потока, движущейся среды к стенке:

α _в =450 Вт/ (м ²∙К); α _н =2500 Вт/ (м²∙К);

λ - коэффициент теплопроводности, λ =90 Вт/ (м² ∙К);

d _н - наружный диаметр трубки, м;

d _в - внутренний диаметр трубки, м;

Средний температурный напор, °С :

∆t_ср=∆t_б - ∆t_м /ln∆t_б/∆t_м .

Из рисунка В.1 определяем ∆t_б = t_нг- t_вк : ∆t_м = t_кг- t_вн.

Рисунок B.l-График распределения температур по поверхности теплообмена

Из опыта известно, что при шахматном расположении трубок коэффициент заполнения равен

η_з =S₁/S_mp ,

где – S₁ - площадь, занимаемая трубным пучком.

Тогда η_з=π∙ d_н²n/(π D²/4); η_з =d_н^2∙n/D²,

отсюда n=D²∙ η_з/d_н² - количество трубок.

При большой поверхности теплообмена принимаем два теплообменника диаметром

D=1m.

Длина теплообменника

l=F/π∙d_н∙n

1.5 D<1<3.5D,

ширина крышки:

H=0.3D, м.

Общая длина теплообменника:

L = (2Н+1) м.

Библиографический список

1. Алиев Г.М. Пылеулавливание в производстве огнеупоров / Г.М. Алиев. -М.: Металлургия. 1971.-176с.

2. Алиев Г.М. Техника пылеулавливания и очистки промышленных газов / Г.М. Алиев. - М.: Металлургия, 1979.-544с.

3. Акимова Т.А. Экология/ Т.А. Акимова, В.В. Хаскин. - М.: Изд-во ЮНИТИ, 1998.-455с.

4. Боков В.А. Геоэкология / В.А. Боков, А.В. Ена, В.Г. Ена. - Симферополь.: Таврия, 1996.-384с.

5. Боршрв Д. Я. Защита окружающей среды при эксплуатации котлов малой мощности / Д.Я. Борщов, А.Н. Воликов. - М.: Стройиздат, 1987.-156с.

6. Белов СВ. Защита окружающей среды/ СВ. Белов. - М.: Изд-во МВТУ, 1983.-83с.

7. Будущее науки. Международный Ежегодник. Вып. 17.- М.: Знание, 1984.-196с.

8. Вронский А.В. Прикладная экология/ В. А. Вронский. - Ростов НУД/ Изд-во «Феникс», 1996.-512С.

9. Голубев И.Р. Окружающая среда и транспорт / И.Р. Голубев, Ю.В. Новиков. -М.: Транспорт, 1987.-207с.

10. 10..Горелов А.А. Экология/ А.А. Горелов. - Учебное пособие. - М.: Изд-во«Центр», 1998.-240с. П.

11. Грязнов В.М. Селективность катализаторов / В.М. Грязнов, B.C.Смирнов. -М.: Знание, 1983.-64с.

12. Денисов СИ. Улавливание и утилизация пыли и газов/ СИ. Денисов. -М.: Металлургия, 1991.-320с.

13. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды / Ю.А.Израэль. - Л.: Гидрометеоиздат, 1994.-560с.

14. Каменево И.П. Экологические аспекты эксплуатации крупных электростанций на примере Куйбышевского водохранилища / И.П. Каменево, К.К. Уразаев.// Проблемы энергосбережения. - М.. 1990. - С. 20-24.

15. Кузнецов И.Е. Оборудование для санитарной очистки газов / И.Е. Кузнецов, К.И. Шмат, СИ. Кузнецов; Под ред. И.Е. Кузнецова - К.: Техника, 1989.-304с.

16. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии / А.Г. Касаткин. - М.: Химия, 1971.-784с.

17. Кисилёв В.Н. Основы экологии/ В.Н. Кисилев. - Минск,: Университ, 1998.-367С.

18. Коздоба Л.А. Вычислительная теплофизика / Л.А. Коздоба. - К.: Наук, думка. 1982.-224с.

19. Кормилицын В.И. Оптимизация сочетания технологических методов снижения выбросов вредных веществ в окружающую среду / В.И. Кормилицын. //Теплоэнергетика.-1989.-№3. - С.15-18.

20. Кузнецов Н.Е. Защита воздушного бассейна от загрязнения вредными веществами химических предприятий / Н.Е. Кузнецов, Т.М. Тращко. - М.: Химия, 1979.-344с.

21. Ливпак И.Ф. Инженеру об охране окружающей среды / И.Ф. Ливпак. - М.: Стройиздат, 1981.-72с.

22. Мазур И.И. Курс инженерной экологии/ И.И. Мазур, О.И. Молдаванов. -М.: Высш. шк., 1999.-447с.

23. Максимов В.Ф. Очистка и рекуперация промышленных выбросов/ В.Ф. Максимов, И.В. Вольф, Л.Н. Григорьев. - М.: Лесная промышленность, 1981.-640с.

24. Макаров В.В. К вопросу об экологической оценке использования традиционной теплоэнергетики / В.В. Макаров, М.В. Сергиенко // Вестник СевГТУ. - Севастополь, 2001. - Вып.30. - С. 171-176.

25. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. - Л.: Гидрометеоиздат, 1987.-93с.

26. Пирумов А.И. Обеспыливание воздуха / А.И. Пирумов. - М.: Химия, 1981.-297с.

27. Примак А.В. Сжигание выбросов оксидов азота в энергоустановках / А.В. Примак, А.И. Сигал. - К.: Наук, думка, 1989.-44с.

28. Примак А.В. Сжигание выбросов оксидов азота в атмосферу от энергоустановок на базе контактных теплообменных аппаратов / А.В. Примак, А.И.// Проблемы контроля и защиты атмосферы от загрязнения. -1989.-Вып. 15.-С. 1-6.

29. Ревелль П. Среда нашего обитания: Кн.З. Энергетические проблемы человечества / П. Ревелль, Ч. Ревелль. - М.: Мир, 1995.-291с.

30. Рихтер Л.А. Охрана воздушного бассейна от выбросов ТЭС / Л.А. Рихтер. - М.: Энергоатомиздат, 1981.-296с.

31. Стадницкий Г.В. Экология / Г.В. Стадницкий, А.И. Родионов. - СПб: Химия, 1996.-240С.

32. Сахаев В.Г. Справочник по охране окружающей среды / В.Г. Сахаев, Б.В. Щербицкий. - К.: Будшельник, 1986.-152с.

33. Сигал И.Я. Защита воздушного бассейна при сжигании топлива / И.Я. Сигал.-Л.: Наука, 1988.-312с.

34. Теплоэнергетика и теплотехника. Кн.1. Общие вопросы: Справочник / Под общ. ред. И.С. Григорьева, В.М. Зорина. - 2-е изд. перераб. - М.: Энергоатомиздат, 1987.-455с.

35. Физические величины : Справочник / Под общ. ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. - М.: Энергоатомиздат, 1991.-1232с.

36. Харитонов В.В. Вторичные теплоэнергоресурсы и охрана окружающей среды / В.В. Харитонов, В.А. Голубев, В.М. Овчинников. - Минск.: Выш. шк., 1988.-170с.