熱質(zhì)交換原理課設(shè)

熱質(zhì)交換原理課程設(shè)計選擇汽-水換熱器和水-水換熱器1.設(shè)計條件某小區(qū)供暖熱負(fù)荷為4.5MW，外網(wǎng)蒸汽為飽和蒸汽，表壓力為0.6MPa，小區(qū)熱力站內(nèi)設(shè)置殼管式汽-水換熱器和水-水換熱器，供暖用戶的循環(huán)回水首先進(jìn)入殼管式水-水換熱器，被凝結(jié)水加熱，然后進(jìn)入殼管式汽-水換熱器，被外網(wǎng)蒸汽加熱。流程見圖。用戶要求的設(shè)計供回水溫度為95/70℃。2.設(shè)計成果(1)設(shè)計說明書一份(2)繪制換熱器結(jié)構(gòu)圖設(shè)計說明書(一)已知條件小區(qū)供暖熱負(fù)荷Q=4.5MW；外網(wǎng)飽和蒸汽壓力P=0.1+0.6=0.7MPa；查表得其飽和溫度為=165℃；供汽焓值=2763kJ/kg；飽和水比焓=694kJ/kg;蒸汽凝結(jié)水溫度=80℃；熱網(wǎng)供、回水溫度：=95℃；=70℃。（二）熱網(wǎng)循環(huán)水量及蒸汽耗量計算熱網(wǎng)循環(huán)水量：==kg/s蒸汽耗量:kg/s——換熱器效率，取0.96；（三）熱網(wǎng)循環(huán)水進(jìn)入汽-水換熱器的水溫凝結(jié)水經(jīng)過水-水換熱器傳給被加熱水的熱量=J/s熱網(wǎng)循環(huán)水通過水-水換熱器獲得的熱量為：=由于,則=70+74℃（四）汽-水換熱器的選擇計算因為熱負(fù)荷較大，根據(jù)熱負(fù)荷及被加熱水的流量初步選擇型汽-水換熱器兩臺并聯(lián)。此換熱器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下：管內(nèi)水流總凈段面積為㎡；管內(nèi)徑為0.02m，外徑為0.025m；單位長度加熱面積為7.9㎡；總管根數(shù)/行程數(shù)為112/4；最大一排管根數(shù)為12根；每縱排平均管數(shù)m為9根。單臺汽-水換熱器的換熱量為:==2MW汽-水換熱器的平均溫差===80℃熱網(wǎng)循環(huán)水在汽-水換熱器管內(nèi)的流速式中－管內(nèi)熱網(wǎng)水的平均密度，ｋg/；=84.5℃=969kg/==2.52m/s該流速在推薦管內(nèi)流速范圍內(nèi)。管內(nèi)壁與水表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的確定根據(jù)水在管內(nèi)做紊流流動的計算公式==14253管外壁與水蒸氣的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的確定由于管外壁溫度未知，假設(shè)管外壁表面溫度比蒸汽飽和溫度相差30℃，則管外壁溫度=30=16530=135℃冷凝膜的平均溫度===150℃則管外壁與蒸汽的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為==5990.3汽-水換熱器的傳熱系數(shù)k值的確定==2583.3根據(jù)換熱器的熱平衡關(guān)系式，對假設(shè)進(jìn)行驗算===34.5℃相差較大，重新計算。假設(shè)相差35℃=165-35=130℃==147.5℃==5753.7==2538.3℃===35.3℃第二次假設(shè)35℃與驗算值35.3℃較接近，合適，不再計算。6、換熱器長度的確定傳熱面積為：==9.85㎡換熱器有效長度==1.25為保證工作可靠性，對鋼管管束的換熱器，一般增加25%～30%的換熱面積，因此，換熱器的實際長度為=1.25×1.25=1.56（五）水-水換熱器的選擇計算1、管內(nèi)凝結(jié)水流通斷面積取凝結(jié)水流速為0.5m/s；凝結(jié)水的平均溫度為=122.5℃，該溫度下水的密度是941.4ｋg/。則管內(nèi)凝結(jié)水流通斷面積=㎡2、管間循環(huán)水流通斷面積循環(huán)水平均溫度為=72℃，該溫度下的水密度為975ｋg/；取循環(huán)水的流速為1m/s。則管間循環(huán)水流通斷面積為=㎡3.對水-水換熱器進(jìn)行選型。初選水-水換熱器。管間凈斷面積為㎡，管內(nèi)水流總凈斷面積㎡，單位長度加熱面積為2.68㎡/m，管間當(dāng)量直徑0.066m。一回程管子數(shù)19根，管子219㎜6㎜。1）管內(nèi)凝結(jié)水實際流速為=0.342）管間循環(huán)水實際流速為=1.803）凝結(jié)水對管壁的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為==2073.74）循環(huán)水對管壁的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為==80745）傳熱系數(shù)為==1210.56）對數(shù)平均溫差為==36.7℃7）傳熱面積為==5.37㎡8）有效長度為==2m（8）參考文獻(xiàn)1陸耀慶供暖通通風(fēng)設(shè)