Комплексное проектирование водно-воздушного теплообменника системы аварийного охлаждения контура охлаждающей воды теплового двигателя

 

Содержание


Задание

1. Объем курсового проекта

1.1 Пояснительная записка к курсовому проекту

2. Определение параметров охлаждающей и охлаждаемой сред по уравнению теплового баланса

4. Аэродинамический расчет теплообменного аппарата

5. Гидравлический расчет теплообменного аппарата

6. Выбор моделей вентиляторов и насосов

7. Описание конструкции и обоснование выбора отдельных элементов аппарата

Список литературы

Задание


НаименованиеОбозначениеРазмерностьЧисленное значениеМощность теплового потокаРасход воды в первом контуреРасход воздуха во втором контуреДлина кожухаВысота кожухаДлина труб теплообменникаКоличество трубок в ряду-25Количество рядов-6Наружный диаметр трубок16Внутренний диаметр трубокТемпература охлаждающего воздуха на входе в ТОТемпература воды охлаждающего контура ТД а входе в ТОВид труб--трубки имеют оребрение

1. Объем курсового проекта


1.1 Пояснительная записка к курсовому проекту


1.Описание конструкции и обоснование выбора отдельных элементов аппарата.

2.Тепловой расчёт аппарата.

.Гидравлический расчёт аппарата.

.Аэродинамический расчёт аппарата.

5.Комплект нормативно-технической документации, включая 2 листа формата А1 и спецификацию с изображением всех необходимых для полного представления по конструкции видов, разрезов, сечений.

.Список литературы.



2. Определение параметров охлаждающей и охлаждаемой сред по уравнению теплового баланса


НаименованиеОбозна- чениеРазмерностьРасчетная формула или источникРасчетРезультатТеплоемкость охлаждаемой воды в первом приближенииТабл.11, /6/Принимается

4.174Температура охлаждаемой воды на выходе в первом приближении

33.69Поскольку теплоемкость воды на участке температур от 0 до 70 практически не изменяется, а в пределах от 30 до 50 ее значение постоянно с точностью до тысячных, то подбор параметров охлаждаемой воды следует считать удовлетворительным.НаименованиеОбозна- чениеРазмерностьРасчетная формула или источникРасчетРезультатТеплоемкость охлаждающего воздуха в первом приближенииТабл.9, /6/

Принимается

1.005Температура охлаждающего воздуха на выходе в первом приближении

28.08Поскольку теплоемкость воздуха на участке температур от 10 до 60 не изменяется (с точностью до тысячных), то подбор параметров охлаждаемой воды следует считать удовлетворительным.

3. Конструкторский расчет теплообменного аппаратаНаименованиеОбозна чениеРазмерностьРасчетная формула или источникРасчетРезультатСредняя температура охлаждаемой воды в теплообменнике

51.84Средняя температура охлаждающего воздуха в теплообменнике

19.04Среднелогарифмическая разность температур охлаждаемой воды и охлаждающего воздуха



.97

Плотность охлаждаемой водыТабл.11, /6/-987.08Принимаемое количество труб в одном ходу-Принимается-13Площадь живого сечения для прохода воды0.002Количество змеевиков-Принимается

-8Действительная скорость воды в трубах0.974Коэффициент кинематической вязкости охлаждаемой воды-Табл.11, /6/-0.542Критерий Прандтля для охлаждаемой водыТабл.11, /6/-3.44Коэффициент теплопроводностиТабл.11, /6/-Критерий Рейнольдса для охлаждаемой воды

22519.11Коэффициент теплоотдачи от охлаждаемой воды к стенке трубки4457.043Коэффициент кинематической вязкости охлаждающего воздуха-Табл.9, /6/-14.974Критерий Прандтля для охлаждающего воздухаТабл.9, /6/-0.703Удельный вес охлаждающего воздухаТабл.9, /6/-1.209Скорость охлаждающего воздухаПринимается-20Площадь живого сечения пучка для прохода воздуха4.75Площадь сечения одного межреберного канала в поперечном ряду пучка

Полная площадь поверхности ребристой трубы2.135Площадь поверхности неоребренных участков трубы0.197Полная площадь поверхности ребер1.938Боковая поверхность ребер1.909Коэффициент оребрения-10.83Количество ребер на трубе (расчетн.) -687.5Количество ребер на трубе-Принимается

-688Длина обтекания ребристой трубы

0.0353Критерий Рейнольдса для охлаждающего воздуха47128.79Коэффициент теплоотдачи от стенки трубки к воздуху

.49

КПД ребра-Рис.2.22, /3 /-0.63Эффективность ребристой поверхности-0.664Коэффициент теплопередачи3843.38Поверхность нагрева

20.299Количество труб (расчетн.) -104.48Количество труб-Принимаем

-104Количество змеевиков в горизонтальном ряду-Принимаем

-2Зазор между змеевикамиПринимаем-0.07Ширина внутренней части аппарата1.5Высота внутренней части аппарата0.315Длина аппарата (габаритная) 4.32теплообменник тепловой двигатель охлаждающий

4. Аэродинамический расчет теплообменного аппарата


НаименованиеОбозначениеРазмер ностьРасчетная формула или источникРасчетРезультатКритерий Рейнольдса для охлаждающего воздуха-47128.79Коэффициентj s1-d s2-d-1 Коэффициент формы коридорного пучка Cs

0.659Поправка на число рядов-Рис. V-II, /2/-1.14Коэффициент сопротивления ряда-


0.482Коэффициент сопротивления пучка-1.28Плотность воздухаТабл.9, /6 /-1.209Сопротивление теплообменника Па309.504

5. Гидравлический расчет теплообменного аппарата


НаименованиеОбозначениеРазмер ностьРасчетная формула или источникРасчетРезультатКоэффициент гидравлического сопротивления при стабилизированном движении прямой трубе-0.025Коэффициент гидравлического сопротивления при движении прямой трубе-0.0367Коэффициент гидравлического сопротивления -Табл.2.7, /3 /-0.5Суммарное гидравлическое сопротивление Па

6. Выбор моделей вентиляторов и насосов


По данным условия, а также по результатам приведенных выше расчетов произведем подбор оборудования, осуществляющего и регулирующего подачу сред в теплообменный аппарат.


Табл. 6.1 Технические характеристики вентилятора ВР80-76-16-01

Мощность двигателя, кВтПроизводительность, м3/ч Частота вращения, об. /мин. Полное давление, ПаГабаритные размеры, ммМасса, кг55.560-1206501700-11002735

Конструктивно предусмотрена установка 4-х устройств подобного рода


Табл. 6.2 Технические характеристики насоса КМ-80-50-200

Мощность двигателя, кВтРабочая зона по подаче, м3/чЧастота вращения, об. /мин. Напор опт. мДоп. кавитационный запас, мГабаритные размеры, ммМасса, кгDy вс., ммDy нагн., мм1535…703000503.51958050


7. Описание конструкции и обоснование выбора отдельных элементов аппарата


Теплообменный аппарат водо-воздушного теплообменника используется в системе охлаждения контура охлаждающей воды системы аварийного охлаждения контура охлаждающей воды теплового двигателя (рис.7.1.). Использование в качестве охлаждающей среды воды в ряде случаев дает неудовлетворительный результат из-за низкого ее качества и (или) дороговизны очистки. Так, на морской нефтяной платформе Д-6 данные системы охлаждения были заменены на водо-воздушные теплообменные аппараты, поскольку в качестве охлаждающей среды использовалась забортная морская вода, являющаяся агрессивной по отношению к материалу труб средой. Был получен весьма ощутимый экономический эффект. Поэтому применение подобных устройств получает все более широкое применение.


Рис. 7.1 Система охлаждения контура охлаждающей воды системы аварийного охлаждения контура охлаждающей воды теплового двигателя


Основой конструкции является цельносварной корпус 1 () на котором при помощи уголков 13 крепятся трубные доски 3, кожух вентилятора 5. Сверху имеется крышка корпуса 7, а по бокам - две торцевые крышки 8, которые служат внешними стенками теплообменного аппарата. Специальной теплоизоляции не предусмотрено, поскольку предполагается, что аппарат будет использоваться в зоне умеренного климатического пояса, а температуры воды и воздуха по условиям расчета не превышают . Кроме того, дополнительное охлаждение воды окружающей среды является, безусловно, положительным фактором.

Отсутствие вибраций, которые могли бы вызвать ослабление креплений, достигается при помощи ребер жесткости, приваренных к корпусу изнутри.

В днище корпуса имеется вырез прямоугольной формы со скругленными концами, через который осуществляется подача воздуха от вентиляторов 6 к поверхностям теплообмена.

В торцевых крышках 8 имеется по два выреза, предназначенных для расположения в них концов змеевиковых труб, выходящих к коллекторам 4, по которым осуществляется подвод и отвод воды. Предполагается, что внешний корпус разборной конструкции, поэтому верхняя и торцевые крышки крепятся на болтах 10 уголками 13. В боковой поверхности кожуха вентиляторов 5 имеются вырезы круглой формы, по два в каждом из них, в которых крепятся вентиляторы 6. Также, как и в корпусе аппарата, в кожухах имеются ребра жесткости.

Корпус кожухов сварной, состоит из гнутых стальных листов. Соединение кожухов с корпусом также болтовое.

Трубная часть теплообменного аппарата состоит из 8 змеевиков, составленных по два в ряд. Каждый из них состоит из 13 оребренных труб 2 длиной 4.25 внешним диаметром = 16 . Всего имеется 4 ряда, имеющих коридорное расположение . Оребренные трубы выполнены из алюминия. Выбор такого материала можно обосновать рядом причин.

Во-первых, температурная коррозия при имеющемся тепловом напоре невелика и существенно на долговечности труб не сказывается.

Во-вторых, высокий коэффициент теплопроводности позволяет существенно уменьшить скорость течения воды в трубах, что имеет большое влияние как на выбор насосного оборудования, так и на срок службы теплообменного аппарата при тех же значениях мощности теплового потока, количества труб, а, следовательно, и габаритных размерах аппарата. Соединение труб в змеевике осуществляется с помощью U-образных переходников, вынесенных за трубную доску. Соединения с коллекторами фланцевые, фланцы находятся внутри внешнего корпуса теплообменного аппарата. Ребра диаметром толщиной имеют шаг , привариваются к трубам.

К торцам аппарата подведены вертикально установленные коллекторы 4 , по которым осуществляется подвод воды из охладительного контура теплового двигателя и ее отвод из аппарата.

Внешний корпус установлен на 4 опорах 9, имеющих распорки для увеличения устойчивости конструкции.

Список литературы


1.Анатолиев Ф.А. Теплообменные аппараты судовых паросиловых установок - Л.: Судпромгиз, 1963 - 498 с., ил.

2.Аэродинамический расчет котельных установок: Нормативный метод. / Под ред. С.И. Мочана. - Л.: Энергия, 1977 - 255 с., ил.

.Бакластов А.М., Горбенко В.А., Данилов О.Л. Промышленные тепломассообменные процессы и установки. - М.: Энергоатомиздат, 1986 - 328 с., ил.

.Енин В.И. Компоновка и расчет морских паровых котлов. - М.: Транспорт, 1964. - 320 с., ил.

.Копачинский П.А., Тараскин В.П. Судовые охладители и подогреватели жидкостей. - Л.: Судостроение, 1968. - 252 с., ил.

.Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче: Учеб. пособие для вузов. - 4-е изд., перераб. - М.: Энергия, 1980 - 288 с., ил.

.Рысин Н.А. Вентиляционные установки. - М.: Машиностроение, 1980. - 587с., ил. Судовые центробежные насосы. Каталог изделий Московского насосного завода им.М.И. Калинина. - М.: Цинтихимнефтемаш, 1982. - 32 с., ил.

.Тепловой расчет котельных агрегатов: нормативный метод. / Под ред. Н.В. Кузнецова. - М.: Энергия, 1973 - 296 с., ил.


Содержание Задание 1. Объем курсового проекта 1.1 Пояснительная записка к курсовому проекту 2. Определение параметров охлаждающей и охлаждаемой

Больше работ по теме:

КОНТАКТНЫЙ EMAIL: [email protected]

Скачать реферат © 2017 | Пользовательское соглашение

Скачать      Реферат

ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ПОМОЩЬ СТУДЕНТАМ