Теплообменника компрессорной установки
Задание. Определить безопасную длину труб теплообменника компрессорной установки.
Дано (вариант 1). Производительность Nк = 10 м3/мин, давление Р2 = 0,5 МПа, охлаждающий теплоноситель – вода (Тн = 283 К, Тк = 298 К); наружный диаметр труб теплообменника Dн = 18 мм, толщина стенки d = 0,5 мм, температура воздуха после сжатия Т1 = 493 К, температура воздуха после охлаждения Т2 = 303 К, теплоемкость воды Св = 4,2 кДж/(кг×К), теплоемкость воздуха Св3 =1,01 кДж/(кг×К), коэффициент теплопроводности стали l = 50,1 Вт/(м×К), коэффициенты теплопередачи на внутренней и наружной поверхности a2 = 740 Вт/(м2×К), a1 = 1160 Вт/(м2×К); плотность воздуха r = 1,293 кг / м3.
Решение.
1. Определим массу охлаждаемого воздуха за 1 с
кг. (2.8)
2. Рассчитываем количество избыточной теплоты
кДж. (2.9)
3. Находим охлаждаемую длину труб теплообменника
. (2.10)
3.1. Определяем средний тепловой напор теплообменника
, (2.11)
К, (2.12)
К, (2.13)
К. (2.14)
3.2. Вычисляем внутренний диаметр трубы теплообменника
мм. (2.15)
3.3. Рассчитываем коэффициент теплопередачи трубы (длиной 1 м)
Вт/(м×К). (2.16)
4. Находим охлаждаемую длину труб теплообменника
м. (2.17)
Ответ. Для безопасной работы компрессора необходим теплообменник длинной 25 м.
Таблица 2.4
Исходные данные
| Исходные данные | Варианты | ||||||||||||||
| Производительность компрессора, м3/мин | |||||||||||||||
| Давление компрессора, МПа | 0,5 | 1,5 | 1,6 | 1,6 | 1,1 | 1,1 | 0,5 | 0,5 | 0,6 | 0,6 | 0,7 | 1,3 | |||
| Температура воздуха после сжатия, К | |||||||||||||||
| Наружный диаметр труб теплообменника, мм | |||||||||||||||
| Толщина стенки трубы, мм | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,6 | 0,65 | 0,65 | 0,8 | 1,3 | 1,3 | 1,6 | 0,9 | ||||
| Исходные данные | Варианты | ||||||||||||||
| Производительность компрессора, м3/мин | |||||||||||||||
| Давление компрессора, МПа | 1,3 | 1,5 | 1,2 | 1,2 | 0,6 | 0,4 | 0,8 | 0,8 | 0,7 | 1,6 | 1,3 | 1,3 | 1,2 | ||
| Температура воздуха после сжатия, К | |||||||||||||||
| Наружный диаметр труб теплообменника, мм | |||||||||||||||
| Толщина стенки трубы, мм | 0,7 | 0,7 | 0,9 | 1,1 | 1,1 | 1,6 | 1,6 | 1,8 | 1,8 | 0,95 | 0,85 | 1,25 | 0,55 | 0,45 |
Примечание. При решении задания принять одинаковыми для всех вариантов следующие значения параметров: в качестве охлаждающего теплоносителя используется вода с начальной температурой Тн=283 К и конечной Тк=298 К; средняя удельная теплоемкость воды Сср=4,2 кДж/кгК; теплоемкость воздуха Свз=1,01 кДж/кгК; температура воздуха после охлаждения Т2=303 К; температура всасываемого воздуха Т0=293К; коэффициент теплопередачи внутренней и наружной поверхности a1=1160 Вт/м2К; a2=440 Вт/м2К; коэффициент теплопередачи стали l=50,1 Вт/мК; термическое сопротивление от загрязнения для новых труб Rз=0, Р1=0,1×106×60 Па.
Дата добавления: 2017-02-20; просмотров: 572;