Расчет теплообменного аппарата (горячий теплоноситель - турбинное масло 46 (Т), холодный теплоноситель - морская вода (соленостью 30 ‰))

1 Задание

на курсовую работу по дисциплине

«Гидравлика и теплотехника»

студенту группы ЭС-31 Ульман Я.

Тема работы: Расчет теплообменника

Тип теплообменника рекуперативный, кожухотрубный. Турбинное масло 46 (Т) охлаждается морской водой (соленостью 30⁰/₀₀). Морская вода движется по трубам, масло – снаружи, поперек трубок между сегментными перегородками.

Исходные данные

1. Горячий теплоноситель…….турбинное масло 46 (Т)

2. Холодный теплоноситель….морская вода (соленостью 30⁰/₀₀)

3. Расход турбинного масла…………………20 кг/с

4. Расход морской воды………………………34 кг/с

5. Температура морской воды на входе……..19 ⁰С

6. Температура масла на входе……53 ⁰С

7. Температура масла на выходе…..36 ⁰С

8. Размер труб, по которым движется вода: диаметр наружный 16 мм, толщина стенки 1мм

9. Давление масла на выходе……………………..7 бар

На защиту представляются:

1 Расчетно-пояснительная записка

2 Чертеж теплообменника (на листе А1)

Срок сдачи курсовой работы:  16 мая 2010 года

Руководитель, профессор С.А. Калашников……………..

Дата выдачи задания: 16 февраля 2010 года

Содержание:

1.  Задание

2.  Введение

3.  Исходные данные

4.  Тепловой расчет

5.  Расчет гидравлических сопротивлений

6.  Гидравлическое сопротивление полости охлаждающей воды

7.  Прочностной расчет

8.  Заключение

9.  Список литературы

2 Введение

Целью данного курсового проекта был расчет теплообменника, а именно выполнение теплового, гидравлического и прочностного расчетов рекуперативного, кожухотрубного теплообменного аппарата.

Исходя из данных, нам необходимо было рассчитать маслоохладитель.

В системах маслоснабжения паровых и газовых турбин преимущественное распространение получили вертикальные охладители с поверхностью гладких труб. Общие технические требования к ним, типоразмерные ряды, правила приемки, методы испытаний и гарантии регламентированы ГОСТ 9916-77, которые устанавливают два типа маслоохладителей МА и МБ, рассчитанных на использование охлаждающей. Они широко используются для охлаждения масла в системах разных гидропроводов, маслонапорных установок гидравлических турбин, турбозубчатых агрегатов судовых установок и т.д. [3 стр19]

По результатам расчета был спроектирован маслоохладитель, в основу которого был положен маслоохладитель типа МБ-20-30, завода «Красный гидропрогресс»

3 Исходные данные

соленость морской воды, промилле

расход турбинного масла, кг/с

расход морской воды, кг/с

температура морсой воды на входе, 0С

температура масла на входе, 0С

температура масла на выходе, 0С

наружный диаметр трубы, м

4 Тепловой расчет

Физические свойства масла [1] плотность,  кг/м3

(1)

теплоемкость, кДж/кг*град

(2)

теплопроводность, Вт/м*град

(3)

коэффициент кинематической вязкости, м2/с

(4)

Число Прандтля

(5)

Физические свойства морской воды [1]

плотность,  кг/м3

(6)

теплоемкость, кДж/кг*град

(7)

теплопроводность, Вт/м*град

(8)

коэффициент кинематической вязкости, м2/с

(9)

Число Прандтля

(10)

4.1 Средняя температура масла в теплообменнике, 0С

(11)

4.2 Тепловой поток, который необходимо отвести охлаждающей водой от масла, кВт

(12)

4.3Температура охлаждающей воды при выходе из маслоохладителя, 0С

теплоемкость, кДж/кг*град

(13)

4.4 Средняя температура охлаждающей воды, 0С

(14)

(15)

(16)

4.5 Расчет числа трубок в теплообменнике

шаг разбивки трубок по треугольнику, м

Разбивка труб по треугольнику

St - шаг разбивки трубок по треугольнику

Рис.4.1

расстояние между крайней трубкой и стенкой корпуса, м

Расположение труб в трубной доске

1 - корпус

2 - дистанционирующие опорные перегородки

3 - сегментные перегородки

Рис.4.2

диаметр трубки внутренний, м

Предварительное число трубок определяется по формуле:

число ходов охлаждающей воды по трубам

расстояние между трубками, м

число рядов трубок

число зазоров между трубками в рядах

внутренний диаметр корпуса охладителя, м

центральный угол сегмента, град

расстояние между перегородками, м

толщина перегородки, м

общее количество трубок

4.6 Среднее сечение для прохода масла между перегородками, м2

(17)

Сечение для прохода масла в вырезе перегородки, м2

(18)

Средняя площадь для прохода масла в маслоохладителе, м2

(20)

4.7 Средняя скорость масла в корпусе охладителя, м/с

(21)

4.8 Скорость движения охлаждающей воды по трубам охладителя, м/с

(22)

4.9 Коэффициент теплоотдачи от масла к стенкам трубок

поправочный коэффициент для пучков трубок диаметром 16x1 мм [2 стр105]

4.10 Средняя логарифмическая разность температур масла и охлаждающей воды в охладителе, Вт/м2*град

(23)

(24)

4.11Число Рейнольдса для охлаждающей воды

(25)

4.12 Коэффициент теплоотдачи от воды к стенке трубы при переходном режиме, Вт/м2*град

(26)

4.13 Коэффициент теплоодачи от масла к охлаждающей воде, Вт/м2*град коэффициент теплопроводности материала трубок (20ХН сталь), Вт/м*град, [2 стр111]

(27)

4.14 Необходимая поверхность охлаждения маслоохлажителя с учетом загрязнения трубок, м2

коэффициент, учитывающий загрязнения трубок [2 стр112]

(28)

4.15 Расстояние между трубными досками, м

число отсеков

(29)

4.16 Физичская поверхность охлаждения, м2

(30)

5 Гидравлический расчет

5.1 Максимальная скорость масла при движении масла в межтрубном пространстве, м/с

(31)

5.2 Число Рейнольдса при потоке масла в межтрубном пространстве

расстояние между трубками, м

(32)

ламинарное течение

5.3 Потеря напора при движении масла в межтрубном пространстве, Па коэффициент местного сопротивления при поперечном омывании трубок [2 стр161]

(33)

(34)

5.4 Потеря напора при обтекании маслом перегородок, Па