Введение. Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Кафедра Автоматизации технологических процессов и производств

Пермь 2014

СОДЕРЖАНИЕ

Введение.......................................................................................................................... 3

1. Виды теплообмена.................................................................................................... 4

1.1. Теплопроводность................................................................................................... 4

1.2. Конвекция................................................................................................................ 4

1.3. Лучеиспускание....................................................................................................... 5

2. Основные конструкции и параметры теплообменных аппаратов................. 6

2.1. Кожухотрубчатые теплообменники...................................................................... 6

2.2. Теплообменники типа «труба в трубе»................................................................. 6

2.3. Пластинчатые теплообменники............................................................................. 6

2.4. Спиральные теплообменники................................................................................ 7

2.5. Теплообменники с воздушным охлаждением...................................................... 7

3. Расчет кожухотрубчатого теплообменника......................................................... 8

3.1. Задание на проектирование.................................................................................... 8

3.2. Тепловой расчет....................................................................................................... 8

3.3.1. Определение расхода воды.................................................................................. 8

3.4. Определение средней движущей силы процесса................................................. 9

3.5. Ориентировочное значение поверхности теплообмена...................................... 10

3.6. Выбор варианта конструкции аппарата................................................................ 10

3.7 Уточнение значения поверхности теплообмена................................................... 14

4. Расчёт гидравлического сопротивления аппарата............................................ 19

4.1.Рассчет гидравлического сопротивления кожуховой трубы……………………19

4.2. Расчет гидравлического сопротивления теплообменной трубы………………..20

Вывод.............................................................................................................................. 21

Список использованной литературы........................................................................ 22

Введение

На современных промышленных производствах получили широкое распространение процессы, связанные с передачей тепла от одного вещества к другому. Для эффективной передачи тепла разрабатываются специальные аппараты, называемые теплообменными аппаратами. Существует множество типов теплообменных аппаратов, одним из наиболее распространённых теплообменников является аппарат типа «труба в трубе» (двухтрубный теплообменник).

Перенос энергии в форме тепла, происходящий между телами, имеющими различную температуру, называется теплообменом. Движущей силой любого процесса теплообмена является разность температур более нагретого и менее нагретого тел, при наличии которой тепло самопроизвольно, в соответствии со вторым законом термодинамики, переходит от более нагретого тела к менее нагретому телу. Теплообмен между телами представляет собой обмен энергией между молекулами, атомами и свободными электронами; в результате теплообмена интенсивность движения частиц более нагретого тела снижается, а менее нагретого – возрастает. Тела, участвующие в теплообмене называются теплоносителями.

При проектировании теплообменников их тепловой расчёт сводится к определению необходимой поверхности теплообмена F при известных расходах, начальной и конечной температурах теплоносителей.

Для действующих теплообменных аппаратов выполняют поверочные тепловые расчёты, в которых возможная производительность аппарата сопоставляется с фактической, и определяются условия, соответствующие оптимальному режиму работы теплообменника. Тепловые расчёты проводят совместно с гидравлическими и на основе рассчитанных данных подбирают подходящие стандартные или нормализованные конструкции теплообменных аппаратов. Выбранная конструкция должна быть по возможности оптимальной – сочетающей интенсивный теплообмен с низкой стоимостью, надёжностью, дешевизной и удобством эксплуатации.