Проектування протитечійного теплообмінника для підігріву водопровідної води

Контрольна робота

Гаряче водопостачання

Проектування протитечійного теплообмінника

для підігріву водопровідної води

Виконав

Малевич А.А.

I.Вихідні дані до роботи

Середньодобова потужність ГВП Q=136,416 кВт

Параметри води , що гріє: t^/₁=150⁰C, t^//₁=75⁰C

Температура холодної мережної води - 10 °С

Температура гарячої води - 55 °С

Гідродинамічний опір теплообмінника по нагрівальному контуру

Схема підключення ГВП

II. Розрахунок поверхневого протитечійного теплообмінника (труба в трубі) для підігріву водопровідної води скидною водою

Параметри скидної води на вході в теплообмінник:

Параметри водопровідної води на виході з теплообмінника:

3. Визначити витрату скидної води

4. Визначення витрат водопровідної води:

5. Складаємо тепловий баланс:

6. Визначаємо потужність теплообмінника попереднього нагріву:

7. Визначаємо потужність підігрівачів I та II ступеню:

теплообмінник протитечійний поверхневий

8. Задаємося швидкістю скидної води: w_ск=1,5...2 (м/с)

; с=1000

9. Знаходимо число Рейнольдса:

Re>10⁴ - турбулентний режим руху Pr=8,27

10. Знаходимо число Нусельта:

Nu=C*Re_ск^0,8*Pr^0,43=0.021*55400^0,8*8,27^0,43=324,754;

11. Визначаємо коефіцієнт тепловіддачі:

(Вт/м² * ⁰С)

(Вт/м² * ⁰С) - коефіцієнт кінематичної в'язкості скидної води (t_cер.=25⁰С)

 (Вт/м² * ⁰С)

12. Визначаємо коефіцієнт теплопередачі:

( Вт/м² * ⁰С)

13. Визначаємо логарифмічний температурний напір:

⁰С

14. Визначаємо довжину теплообмінника:

(м)

(м)

III. Розрахунок поверхневого пластинчатого теплообмінника I ступеня

46⁰С 42⁰С

Для I-го ступеня

42⁰С 29⁰С

1. Теплова потужність підігрівача першого ступеня:

Q_I=35,88(кВт)

2. Загальна витрата гарячої води на перший ступінь:

(кг/с)

m_1(I)=m_1(II)+m_тм=0,295+1,845=2,14 (кг/с)

V_1(I)=3,6*m_1(I)=3,6*2,14=7,704 (м³/год)

3. Загальна витрата холодної води на першій ступені:

m_2(I)=m_в=0,81 (кг/с)

V_2(I)=3,6*m_2(I)=3,6*0,81=2,916 (м³/год)

Обираємо тип теплообмінника та розміри пластин. Попередньо приймаємо пластини типу РС 0,25.

Визначаємо середньологарифмічний температурний напір:

?t_б=42-29=13⁰С

?t_м=46-42=4⁰С

?t_ср=(?t_б-?t_м)/(ln?t_б/?t_м)=13-4/(ln(13/4)=7,64⁰С

Для теплообмінника РС 0,25 берем К_Т=2000 (Вт*м^{2 0}С)

Визначаємо площу поверхні теплообміну в апараті:

(м²)

Число пластин в апараті:

n=(F/F₀)+2=(2,35/0,25)+2=11 (шт.)

Число каналів по яким рухається теплоносій:

N=n-1=11-1=10 (шт.)

Розрахунок по контуру гарячої води

Задаємо N₁=5 (шт.)

V_min, додаток 3 [1]

<10 (м.вод.ст.)

Остаточно приймаємо N₁=m₁*X₁=4*1=4 (шт.)

Розрахунок по контуру холодної води

Задаємо N₂=5 (шт.)

<10 (м.вод.ст.)

Остаточно приймаємо N₂=m₂*X₂=2*2=4 (шт.)

Остаточно приймаємо число пластин в апараті:

n_p=N₁+N₂-1=4+4-1=7 (шт.)

Перераховуємо коефіцієнт теплопередачі:

F= n_p*0,25=7*0,25=1,75 (м²)

K_T=35,88*1000/(1,75*7,64)=2684 (Вт*м^{2 0}С)

Отже маємо такий теплообмінник:

РС 0,25-2-1К

ТУ 26-01-655-87

Маса теплообмінника 475 т, розміри такі:

L=40, L₁=140, L₂=270, L₃=395

Компоновка пластин теплообмінника:

С_х=4/(2+2)

IV. Розрахунок підігрівача 2-го ступеня

1. Теплова потужність підігрівача другого ступеня: Q_II=35,88(кВт)

2. Загальна витрата гарячої води на перший ступінь:

(кг/с)

V_1(II)=3,6*m_1(II)=3,6*0,295=1,06 (м³/год)

3. Загальну витрату холодної води на другій ступені:

m_2(II)=m_в=0,81 (кг/с)

V_2(II)=3,6*m_2(II)=3,6*0,81=2,916 (м³/год)

Обираємо тип теплообмінника та розміри пластин. Попередньо приймаємо пластини типу РС 0,25.

Визначаємо середньологарифмічний температурний напір:

?t_б=75-55=20⁰С

?t_м=46-42=4⁰С

?t_ср=(?t_б-?t_м)/(ln?t_б/?t_м)=20-4/(ln(20/4)=9,94⁰С

Для теплообмінника РС 0,25 берем К_Т=2000 (Вт*м^{2 0}С)

Визначаємо площу поверхні теплообміну в апараті:

(м²)

Число пластин в апараті:

n=(F/F₀)+2=(1,8/0,25)+2=9 (шт.)

Число каналів, по яким рухається теплоносій:

N=n-1=9-1=8 (шт.)

Розрахунок по контуру гарячої води

Задаємо N₁=4 (шт.)

V_min, додаток 3 [1]

<10 (м.вод.ст.)

Остаточно приймаємо N₁=m₁*X₁=1*4=4 (шт.)

Розрахунок по контуру холодної води

Задаємо N₂=4 (шт.)

<10 (м.вод.ст.)

Остаточно приймаємо N₂=m₂*X₂=2*2=4 (шт.)

Остаточно приймаємо число пластин в апараті:

n_p=N₁+N₂-1=4+4-1=7 (шт.)

Перераховуємо коефіцієнт теплопередачі:

F= n_p*0,25=7*0,25=1,75 (м²)

K_T=35,88*1000/(2,25*7,64)=2684 (Вт*м^{2 0}С)

Отже маємо такий теплообмінник:

РС 0,25-2-1К

ТУ 26-01-655-87

Маса теплообмінника 475 т, розміри такі:

L=40, L₁=140, L₂=270, L₃=395

Компоновка пластин теплообмінника:

С_х=4/(2+2)

V. Розрахунок добового бака-акумулятора для системи ГВП

Розрахунок добового бака-акумулятора для системи ГВП

Таблиця розрахунку інтегрального графіка

Найбільша різниця потужностей по графіку Q =884,4 (кВт)

Визначаємо об'єм бак -акумулятора:

V = 3,6Q/c(t_H - t_в) = 3,6 ·884,4/4,2(55 - 10) =169 (м³)

Список використаної літератури

1. Малкін Є.С. Методичні вказівки до виконання курсового проекту «Енергоефективні будівлі і споруди» Київ-2007р.

2. Пластинчатые теплообменные апараты: Справочный каталог.-Х.: Прапор,1993г.

Размещено на Allbest.ru