Замена трубчатых теплообменников на пластинчатые. Краткое описание предлагаемых для установки теплообменных аппаратов

Табличные величины определяемые по средней температуре теплоносителей([14],прил.9):

Плотность греющего теплоносителя : ρ₁=988,8 кг/м³;

Плотность нагреваемого теплоносителя: ρ₂=994,3 кг/м³;

Теплоемкость греющего  теплоносителя: С₁=4170 Дж/(кг×⁰С);

Теплоемкость нагреваемого теплоносителя: С₂=4170 Дж/(кг×⁰С);

Кинематическая вязкость греющего  теплоносителя :

ν₁= 0,000000577 м²/с;

Кинематическая вязкость нагреваемого  теплоносителя :

ν₂= 0,000000711 м²/с;

Теплопроводность греющего теплоносителя: λ₁= 0,637 Вт/(м×⁰С);

Теплопроводность нагреваемого теплоносителя :

λ₂= 0,619 Вт/(м×⁰С).

Рассчитываемые величины:

Среднеарифметический температурный напор, ⁰С:

Объемный расход греющего теплоносителя :V₁=82,05 м³/ч

Массовый расход греющего теплоносителя ,кг/с:

Тепловой баланс ТО:

Q₁=G₁×C₁×(t₁₁-t₁₂)=22,54×4170×(72-28)=4135 кВт

Q₂=G₂×C₂×(t₂₂-t₂₁)=24,79×4170×(55-15)=4135 кВт

Тепловая мощность ТО:

Q  =Q₁=Q₂=4135 кВт

Количество каналов по теплообменивающимся средам: n=47;

Конструктивная поверхность теплообмена (количество ходов m=3):

F_констр=n×0,49×3=69,09 м²

Площадь поперечного сечения n каналов:

f=n ×s₀=47×0,00164=0,07708 м²

Скорость греющего теплоносителя в канале :

Скорость нагреваемого теплоносителя в канале:

Критерий Рейнольдса для греющего теплоносителя:

Критерий Рейнольдса для нагреваемого теплоносителя:

Критерий Прандтля для греющего теплоносителя:

Критерий Прандтля для нагреваемого теплоносителя:

Критерий Нуссельта для греющего теплоносителя:

 Nu₁=0,252×Re₁^0,68×Pr₁^0,38=0,252×2562^0,68×3,73^0,38=86,445

Критерий Нуссельта для нагреваемого теплоносителя:

Nu₂=0,252×Re₂^0,68×Pr₂^0,43=0,252×2275^0,68×4,7625^0,38=94,534

Конвективный коэффициент теплообмена со стороны греющего теплоносителя, Вт/(м²*⁰С):

Конвективный коэффициент теплообмена со стороны нагреваемого теплоносителя, Вт/(м²*⁰С):

Коэффициент термического сопротивления чистых каналов ТО, Вт/(м²*⁰С):

Расчетная площадь поверхности ТО :

Запас площади теплообмена на возможные отложения и необеспеченность заданной температуры греющего теплоносителя:

Теплообменник ТАРС – 0,2 – 70,0 – 3х БГВ (48х47х47) может поддерживать заданные параметры с 13% запасом поверхности, обеспечит указанные параметры при возникновении отложений на поверхности теплообмена и при условии некоторого снижения параметров теплоносителя.

6.3. Расчет теплообменника для блока горячего водоснабжения в

      отопительный период

Температура прямой сетевой воды : t₁₁= 80 ⁰C;

Температура обратной сетевой воды: t₂=32 ⁰C;

Средняя температура сетевой воды, ⁰C:

Расчет количества холодной сетевой воды, проходящей через теплообменник БГВ

Тепловая нагрузка на горячее водоснабжение:Q₂=5,556 Гкал/ч;

Температура нагреваемого теплоносителя на входе в теплооб-

менник: t₂₁= 5 ⁰C;

Температура нагреваемого теплоносителя на выходе из теплооб-

менника: t₂₂= 60 ⁰C;

 Средняя температура нагреваемого теплоносителя, ⁰C:

Плотность нагреваемого теплоносителя([14],прил.9):

 ρ₂= 995,3 кг/м³

Теплоемкость нагреваемого теплоносителя([14],прил.9):

С₂= 4170 кДж/(кг ⁰С);

Разность температур нагреваемого теплоносителя на входе и выходе из теплообменника:

 ∆=t₁₂-t₁₁=60-5=55⁰С;

Массовый расход теплоносителя, кг/с:

Объемный расход нагреваемого теплоносителя, м³/ч:

Конструктивные характеристики теплообменника ТАРС-0,2:

1.Площадь поверхности теплообмена одной пластины теплообменника, м²:

1,3*0,52*0,328+1,05*0.006*0,328+1,05*0,03*0,08=0,245 м²;

2.Площадь поверхности теплообменного канала (секции) теплообменника – 0,49 м²;

3.Средний (эквивалентный) диаметр теплообменного канала‑

d _экв=2×0,0025=0,005 м;

4.Площадь поперечного сечения теплообменного канала:

σ   =0,00164 м²;

5.Толщина пластины: δ₀=0,0007 м;

6.Теплопроводность материала пластины: λ₀=15,147 Вт/(м×⁰С);

Количество ходов в теплообменнике, m=3

Расчет ТАРС-0,2-70,0-3х(48х47х47)

Табличные величины определяемые по средней температуре теплоносителей([14],прил.9):

Плотность греющего теплоносителя : ρ₁=985,48 кг/м³;

Плотность нагреваемого теплоносителя: ρ₂=995,3 кг/м³;

Теплоемкость греющего  теплоносителя: С₁=4170 Дж/(кг×⁰С);

Теплоемкость нагреваемого теплоносителя: С₂=4170 Дж/(кг×⁰С);

Кинематическая вязкость греющего  теплоносителя :

ν₁= 0,000000494 м²/с;

Кинематическая вязкость нагреваемого  теплоносителя :

ν₂= 0,000000736 м²/с;

Теплопроводность греющего теплоносителя: λ₁= 0,648 Вт/(м×⁰С);

Теплопроводность нагреваемого теплоносителя :

λ₂= 0,616 Вт/(м×⁰С).

Рассчитываемые величины:

Среднеарифметический температурный напор, ⁰С:

Объемный расход греющего теплоносителя :V₁=117,98 м³/ч

Массовый расход греющего теплоносителя ,кг/с:

Тепловой баланс ТО:

Q₁=G₁×C₁×(t₁₁-t₁₂)=32,3×4170×(80-32)=6464 кВт

Q₂=G₂×C₂×(t₂₂-t₂₁)=28,17×4170×(60-5)=6463 кВт

Тепловая мощность ТО:

Q  =Q₁=Q₂=6464 кВт

Количество каналов по теплообменивающимся средам: n=47;

Конструктивная поверхность теплообмена (количество ходов m=3):

F_констр=n×0,49×3=69,09 м²

Площадь поперечного сечения n каналов:

f=n ×s₀=47×0,00164=0,07708 м²

Скорость греющего теплоносителя в канале :

Скорость нагреваемого теплоносителя в канале:

Критерий Рейнольдса для греющего теплоносителя:

Критерий Рейнольдса для нагреваемого теплоносителя:

Критерий Прандтля для греющего теплоносителя:

Критерий Прандтля для нагреваемого теплоносителя:

Критерий Нуссельта для греющего теплоносителя:

 Nu₁=0,252×Re₁^0,68×Pr₁^0,38=0,252×4303^0,68×3,133^0,38=115,039

Критерий Нуссельта для нагреваемого теплоносителя:

Nu₂=0,252×Re₂^0,68×Pr₂^0,43=0,252×2495^0,68×4,959^0,38=102,419

Конвективный коэффициент теплообмена со стороны греющего теплоносителя, Вт/(м²*⁰С):

Конвективный коэффициент теплообмена со стороны нагреваемого теплоносителя, Вт/(м²*⁰С):

Коэффициент термического сопротивления чистых каналов ТО, Вт/(м²*⁰С):

Расчетная площадь поверхности ТО :

Запас площади теплообмена на возможные отложения и необеспеченность заданной температуры греющего теплоносителя:

Теплообменник ТАРС – 0,2 – 70,0 – 3х БГВ (48х47х47) может поддерживать заданные параметры с 30% запасом поверхности, обеспечит указанные параметры при возникновении отложений на поверхности теплообмена и при условии некоторого снижения параметров теплоносителя.

6.4. Расчет теплообменника для системы отопления

Температура прямой сетевой воды : t₁₁= 150 ⁰C;

Температура обратной сетевой воды: t₂=70 ⁰C;

Средняя температура сетевой воды, ⁰C:

Расчет количества холодной сетевой воды, проходящей через теплообменник

Тепловая нагрузка на отопление:Q₂=5,89 Гкал/ч;

Температура нагреваемого теплоносителя на входе в теплооб-

менник: t₂₁= 70 ⁰C;

Температура нагреваемого теплоносителя на выходе из теплооб-

менника: t₂₂= 95 ⁰C;

 Средняя температура нагреваемого теплоносителя, ⁰C:

Плотность нагреваемого теплоносителя([14],прил.9):

 ρ₂= 974,3 кг/м³

Теплоемкость нагреваемого теплоносителя([14],прил.9):

С₂= 4170 кДж/(кг ⁰С);

Разность температур нагреваемого теплоносителя на входе и выходе