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

2 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

22167. УЛЬТРАЗВУК И УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ 1.27 MB
  ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ 19 2. Серийные преобразователи 27 2. Специальные преобразователи и контактные среды 31 2.
22168. Понятие затрат, общие положения по управлению затратами 182 KB
  Управление затратами – это не минимизация затрат, что может привести к сокращению производства, а более эффективное использование ресурсов компании, их экономия и максимизация отдачи от них на всех этапах производственного процесса. Постановка процесса управления затратами в компании заключается в признании затрат
22169. ФОТОПРИЕМНИКИ 965.5 KB
  25 Заключение31 Контрольные вопросы. Для ВОП характерны два основных способа получения измерительной информации. Первый способ отражает работу ВОП рефлектометрического типа для которых наиболее характерно отсутствие контакта с объектом измерений или вспомогательным измерительным звеном. Рассмотрим зависимость выходного сигнала ВОП на примере преобразования светового потока отражающегося без потерь и рассеяния от движущейся плоской поверхности.
22170. Явления, эффекты, законы. Восстановление связей между состояниями вещества или предмета и внешними физическими полями 830.5 KB
  В рассматриваемом курсе мы условно разобьем физические величины на ряд групп: пространственновременные физические величины; механические физические величины; тепловые физические величины; акустические физические величины; электромагнитные физические величины; оптические физические величины; ядерные физические величины; химические физические величины. Приборы позволяющие измерять перечисленные физические величины разнообразны по принципу работы используемым явлениям эффектам конструктивному исполнению параметрам...
22171. ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ 112.5 KB
  ОБЩИЕ ПОНЯТИЕ ТЕОРИИ ТЕПЛОВЫХ ЯВЛЕНИЙ В отличие от механической энергии которая может изменяться только за счет работы внутренняя энергия может изменяться как за счет работы так и при контакте с телами имеющими другую температуру т.При соприкосновении двух тел имеющих различную температуру происходит обмен энергией движения структурных частиц молекул атомов свободных электронов вследствие чего интенсивность движения частиц тела имеющего меньшую температуру увеличивается а интенсивность движения частиц тела с более высокой...
22172. ТЕРМОМАГНИТНЫЙ МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ 195 KB
  Зависимость парамагнитной восприимчивости от Температуры 4 2. Экспериментально достижимая область температур постоянно понижается; вместе с тем повышаются требования к точности измерения температуры поэтому конструирование новых и надёжных приборов становиться жизненно необходимой задачей. Можно сказать что измерение температуры в миллиградусном диапазоне более сложно чем само достижение этих температур и едва ли менее важно.
22173. ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ. Конструкция термопар 5.65 MB
  Если один спай термопары называемый рабочим спаем поместить в среду с температурой t1 подлежащей измерению а температуру другого – нерабочего – спая поддерживать постоянной то и независимо от того каким образом произведено соединение термоэлектродов спайкой сваркой и т. Таким образом естественной входной величиной термопары является температура t1 ее рабочего спая а выходной величиной термоэ. Приборы представляющие собой сочетание термопары и указателя используемые для измерения температуры часто называют не термометрами а...
22174. ТЕРМОСОПРОТИВЛЕНИЯ 1.45 MB
  4 Преобразователи промышленных термометров сопротивления.19 Измерительные цепи термометров сопротивления. Термосопротивлением называется проводник или полупроводник с большим температурным коэффициентом сопротивления находящийся в теплообмене с окружающей средой вследствие чего его сопротивление резко зависит от температуры и поэтому определяется режимом теплового обмена между проводником и средой.
22175. Основы организации финансов предприятий 68 KB
  Финансы – это наука об управлении денежными потоками. Это экономические отношения по поводу создания, распределения и использования фондов денежных средств. Финансы организаций это тоже экономические отношения, но на микроэкономическом уровне. В нашем курсе понятие организация и предприятие (фирма) совпадают и в дальнейшем будут взаимозаменяемы.