84812

Расчет теплоуловителя из гладких и профилированных листов

Курсовая

Производство и промышленные технологии

Работает теплоуловитель следующим образом. теплоноситель от сушильной части бумагоделательной машины подается в нижнюю часть камеры, где очищается от пыли и увлажнителя, затем в теплообменник и, отдавая тепло свежему воздуху через стенки пластин, попадает в вентилятор, из которого выбрасывается.

Русский

2015-03-22

237.89 KB

4 чел.

ФГАОУ ВПО «Северо-восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова»                                                       Физико-технический институт                                                                                                                                                                 Кафедра теплофизики и теплотехники

 

Курсовая работа

По дисциплине «Тепломассообменные оборудования промышленных предприятий»

На тему:  «Расчет теплоуловителя из гладких и профилированных листов»

Выполнил: ст. гр. ЭО-11

Степанов Михаил

Преподователь: Рожин И.И.

Якутск 2015

Содержание:

  1.  Краткая теоретическая часть
  2.  Задание  расчета
  3.  Расчет
  4.  Список использованной литературы

Краткая теоретическая часть

Работает теплоуловитель следующим образом. теплоноситель от сушильной части бумагоделательной машины подается в нижнюю часть камеры, где очищается от пыли и увлажнителя, затем в теплообменник и, отдавая тепло свежему воздуху через стенки пластин, попадает в вентилятор, из которого выбрасывается. Свежий воздух забирается через верхнюю часть камеры и подается вентилятором в сушильную часть бумагоделательной машины, нагреваясь в теплообменнике. Кожухи вентиляторов при этом не теплоизолированы.

Задание проектного расчета

W1=14000 кг/ч = 3,889 кг/с

W2=14000 кг/ч = 3,889 кг/с

t11= -28 °C

t12=19 °C

t21= 50°C

t22= 18°C

параметры воздуха

Параметры

Наружный воздух

Воздух, подаваемый в зал

Воздух, уходящий из помещения под вытяжной колпак

Паровоздушная смесь, удаляемая из-под колпака

Температура, °C

-28

19

18

50

Относительная влажность, %

100

5

26

42

Влагосодержание, г/кг

0,3

0,3

3,5

35,5

Энтальпия, кДж/кг

-

19,274

26,816

142,46

 

Теплофизические свойства воздуха при t1=°C

Теплофизические свойства паровоздушной смеси t1=°C

ρ1= 1,315 кг/м3

ρ2=1,15 кг/м3

c1= 1,007 кДж/(кг*К)

с2=1,005 кДж/(кг*К)

λ1= 2,396*10-2 Вт/(м2*К)

λ2= 2,706 Вт/(м2*К)

ν1=12,897*10-6 м2

ν2=18,8*10-6 м2

Pr=0.709

Pr2=0,700

D

E

F

T

50

35

18

I

34

31,2

12

Φ

46

100

100

Расчет

Для сухой зоны (линия DE)  Qc = =

Для насыщенной зоны (линия EF) Qн =

Температурный напор:

для сухой зоны Δtc=

для насыщенной зоны Δtн =

G= =  = 121,531 кг/с

расчетная таблица

Наименование

Теплоуловитель из гладких листов

Теплоуловитель из профильных листов

Скорость воздуха, м/с

Принята

15

Принята

6,5

Критерий Рейнольдса

Reв=

3240

Reв=

5 340

Критерий Нуссельта

Nu=0,021 Re0,8Pr0,43

64,3

Nu=0,021 Re0,8Pr0,43

23.5

Коэффициент теплоотдачи от воздуха к стенке, Вт/(м2*К)

αв=  0,018Re0,8

58,617

αв=  0,24

72,2

Скорость паровоздушной смеси, м/с

Принята

15

Принята

12

Критерий Рейнольдса

Reсм=

30 300

Reсм=

6140

Критерий Нуссельта

Nu=0,021 Re0,8Pr0,43

70

Nu=0,021 Re0,8Pr0,43

20,8

Коэффициент теплоотдачи от смеси к стенке, Вт/(м2*К)

51,869

60,708

Коэффициент теплоотдачи в сухой зоне, Вт/(м2*К)

27,563

34, 076

Поверхность нагрева сухой зоны, м2 

Fc=

1560

Fc=

1265

Коэффициент теплопередачи в насыщенной зоне, Вт/(м2*К)

=

58,617

=

72,2

Поверхность нагрева насыщенной зоны, м2

Fн=

1750

Fн=

1330

Суммарная поверхность нагрева, м2

F=

3310

F=

2595

Проходное сечение для воздуха, м2

fв=

6,04

fв=

13

Проходное сечение для смеси, м2

fв=

7, 12

fв=

8,95

Число каналов для смеси

ncм=

407

ncм=

47300

Высота теплоуловителя, м

h=

4,2

h=

0,69

Число каналов для воздуха

nв=

90

nв=

3770

Число выступов по ходу воздуха

-

-

z=

12

Ширина теплоуловителя, м

Принята

0,97

bo=

0,48

Длина теплоуловителя, м

l=nсм(sв+sсм+2δ)

15

l=nсм(sв+sсм+2δ)

45

Сопротивление при движении воздуха, Па

По формуле

519,93

По формуле (1.16)

490,5

Сопротивление при движении смеси, Па

То же

470,88

По формуле (1.17)

353,16

Объем, занимаемый поверхностью теплоуловителя, м 3 

V=

61

V=

15

Выше было сделано предположение, что для насыщенной зоны =; проверим это предположение по Д.Ф. Саргазину. При Re˃10000

Num=0,023Re0,8 ,

где Num=; Reв=; Pr=; β-коэффициент массоотдачи; dэ –эквивалентный диаметр; Dp- коэффициент диффузии, отнесенный к градиенту парциальнх давлений, определяемый по формуле

 Dp= , м/ч;

Dс- коэффициент концентрационной диффузии, определяемый по формуле

Dс= DpRпТ, м2/ч.

отсюда имеем: β=.

В нашем случае

; Т=303К; р=3999 Па; Rп=462 Дж/(кг•К) –газовая постоянная пара; w=15м/с; υ=18,8*10-6 м2/с.

Dp==1,704*10-9 м/ч=47,3*10-5 м/с;

Dс= Dp RпТ=66,213 м2/с;

 = =0,0024;

Re0,8==1226,817;

β=0,0035 l/c

Коэффициент теплоотдачи при конденсации парогазовой смеси

=+=2006,756 Вт/(м2*К)

В этом случае коэффициент теплопередачи в насыщенной зоне равен:

k==56,91 Вт/(м2*К).

В результате расчет выяснилось, что на численное значение коэффициента теплопередачи коэффициент теплооттачи при конденсации пара из паровоздушной смеси не влияет. Если ==58,617 Вт/(м2*К), то по проделанному расчету  к=56, 91 Вт/(м2*К), т.е. снизился всего на 3%.

Сопротвление волнообразных каналов разной кривизны при проходе воздуха определяется по формуле:

Δр=2ρw2 , Па, (1.16)

формула справедлива при Re=4*103-3*104 и 0,25<<0,50.  Сопротвление каналов с овалообразными выступами определяется по формуле:

Δp=0,064, Па         (1.17)

где n- число волнообразных выступов по ходу потока; - внутренний размер двухугольного канала; s- ширина волнообразного канала; t2,t1- ткмпература на входе и на выходе из пакета; Т=273+tср; tср- средняя температура потока.

Для условий примера: =10 мм; s=5 мм; s1=40 мм; s2=70 мм. Воздух проходит по волнообразным каналам, а паровоздушная смесь по овалообразным каналам.

Вывод:

     Как видно из таблицы, теплоуловитель из профильных листов для одних и тех же исходных данных по габаритам в 4 раза меньше, чем теплоуловитель из гладких листов.

Список использованной литературы:

  1.  Голубков Б. Н. «Теплотехническое оборудование и теплоснабжение промышленных предприятий» Москва. Энергия – 1977
  2.  Лебедев П.Д., Щукин А.А. «Теплоиспользующие установки промышленных предприятий (курсовое проектирование)» Москва. Энергия -1970 г.
  3.  Михеев М.А., Михеева И.М. «Основы теплопередачи» Москва. Энергия- 1977 г.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

19543. Wavelet фильтрация 356.85 KB
  1 Лекция 12 Wavelet фильтрация Детализация сигнала Введем обозначение: для любой функции . Положим . Предложение. Если выполнено условие ортогональности то при фиксированном функции образуют ортонормированную систему. Доказательство. Имеем при . Нор...
19544. Шум от квантования сигнала 585.83 KB
  2 Лекция 13. Шум от квантования сигнала. Multiresolution переменная разрешающая способность Пусть справедливо дополнительное предположение: . Из включения вытекает представление где ортогональное дополнение пространства до пространства . При сделанных пре
19545. Быстрые схемы дискретного преобразования Фурье 515.42 KB
  2 Лекция 14. Быстрые схемы дискретного преобразования Фурье. Обычные формулы для вычисления ДПФ требуют большого количества умножений: где число точек в ДПФ. Существуют приемы позволяющие уменьшить это количество. Они называются быстрыми схемами БПФ. Пр
19546. Свертка последовательностей и ее вычисление 174.65 KB
  2 Лекция 15.Свертка последовательностей и ее вычисление Сдвиг последовательности Пусть имеется последовательность . Мы можем превратить ее в бесконечную последовательность положив . Выберем целое и определим . Найдем связь между преобразованиями Фурье э
19547. Автокорреляция и ее вычисление 342.02 KB
  2 Лекция 16. Автокорреляция и ее вычисление Пусть задана бесконечная последовательность . По ней строится автокорреляционная функция . Эта функция играет огромное значение в при обработке сигналов. Основное назначение отыскание максимумов функции котор
19548. Применения автокорреляционной функции 581.1 KB
  2 Лекция 17. Применения автокорреляционной функции Частота основного тона В качестве примера укажем применение автокорреляционной функции для вычисления частоты основного тона речевого сигнала. В настоящее время нет математического определения это...
19549. Эффект Доплера и смежные вопросы 219.53 KB
  1 Лекция 18. Эффект Доплера и смежные вопросы Рассмотрим задачу поиска сигнала заданного вида во входном сигнале на следующем примере. Передатчик излучает сигнал который отражается от объекта и приходит в виде сигнала . Если объект неподвижен то . 1 Здес...
19550. Преобразование Хартли 280.49 KB
  1 Лекция 19. Преобразование Хартли Преобразование Хартли является аналогом преобразования Фурье отображая вещественный сигнал в вещественный. Положим . Тогда . Найдем формулу обращения. Для этого установим связь с преобразованием Фурье. По определению = . Н
19551. Строение матрицы Адамара 448.32 KB
  2 Лекция 20. Строение матрицы Адамара Элементы матрицы можно вычислить непосредственно. Нумерацию строк и столбцов начнем с 0. В этом случае номер строки или столбца задается двоичным вектором: . Положим . Предложение. Элемент матрицы . Доказательство. Для ...