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:
. 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
. Задаємося швидкістю скидної
води: wск=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*Reск0,8*Pr0,43=0.021*554000,8*8,270,43=324,754;
. Визначаємо коефіцієнт
тепловіддачі:
(Вт/м2 * 0С)
(Вт/м2 * 0С)
- коефіцієнт кінематичної в’язкості скидної води (tcер.=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:
QI=35,88(кВт)
2. Загальна витрата гарячої
води на перший ступінь:
(кг/с)
m1(I)=m1(II)+mтм=0,295+1,845=2,14
(кг/с)
V1(I)=3,6*m1(I)=3,6*2,14=7,704
(м3/год)
3. Загальна витрата холодної
води на першій ступені:
m2(I)=mв=0,81
(кг/с)
V2(I)=3,6*m2(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:
∆tм=46-42=40С
∆tср=(∆tб-∆tм)/(ln∆tб/∆tм)=13-4/(ln(13/4)=7,640С
Для теплообмінника РС 0,25 берем КТ=2000
(Вт*м2 0С)
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.)
Vmin, 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:
np=N1+N2-1=4+4-1=7
(шт.)
Перераховуємо коефіцієнт
теплопередачі:
F= np*0,25=7*0,25=1,75
(м2)
KT=35,88*1000/(1,75*7,64)=2684
(Вт*м2 0С)
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:
Сх=4/(2+2)
IV. Розрахунок
підігрівача 2-го ступеня
. Теплова потужність
підігрівача другого ступеня: QII=35,88(кВт)
2. Загальна витрата гарячої
води на перший ступінь:
(кг/с)
V1(II)=3,6*m1(II)=3,6*0,295=1,06
(м3/год)
3. Загальну витрату холодної
води на другій ступені:
m2(II)=mв=0,81
(кг/с)
V2(II)=3,6*m2(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:
∆tб=75-55=200С
∆tм=46-42=40С
∆tср=(∆tб-∆tм)/(ln∆tб/∆tм)=20-4/(ln(20/4)=9,940С
Для теплообмінника РС 0,25 берем КТ=2000
(Вт*м2 0С)
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.)
Vmin, 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:
np=N1+N2-1=4+4-1=7
(шт.)
Перераховуємо коефіцієнт
теплопередачі:
KT=35,88*1000/(2,25*7,64)=2684
(Вт*м2 0С)
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:
Сх=4/(2+2)
V. Розрахунок
добового бака-акумулятора для системи ГВП
Розрахунок добового бака-акумулятора
для системи ГВП
Таблиця розрахунку інтегрального
графіка
Період в годинах,фп , фк
|
Частка середнього попиту, %
|
Потужність Q,
кВт
|
фп -фк, год
|
Q(фп
-фк), кВт.год
|
Сума Q3
, кВт.год
|
0 - 6
|
5
|
6,82
|
6
|
40,92
|
40,92
|
6 - 7
|
35
|
47,75
|
1
|
47,75
|
88,67
|
7 - 8
|
85
|
115,95
|
1
|
115,95
|
204,62
|
8 - 9
|
130
|
177,34
|
1
|
177,34
|
381,96
|
9 - 13,5
|
160
|
218,27
|
4,5
|
982,22
|
1364,17
|
13,5 - 15,5
|
130
|
177,34
|
2
|
354,68
|
1718,85
|
15,5 - 20
|
110
|
150,06
|
4,5
|
675,27
|
2394,12
|
20 - 22
|
180
|
245,55
|
2
|
491,1
|
2885,22
|
22 - 24
|
140
|
190,98
|
2
|
3267,18
|
Найбільша різниця потужностей по
графіку Q =884,4
(кВт)
Визначаємо об’єм бак -акумулятора:
V
= 3,6Q/rc(tH
- tв)
= 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.