Лабораторный практикум по дисциплине «Техническая физика» для студентов, обучающихся по специальности 140200 «Судовые энергетические установки» (стр. 8 )

Теплообменные аппараты

Цель работы: изучение конструкций иметодов расчёта теплообменных аппаратов, применяемых в судовых энергетических установках.

Содержание занятия.

Первая часть занятия посвящена ознакомлению студентов с конструктивными типами теплообменников: рекуператорами, регенераторами и смесителями. Затем рассматривается комплекс уравнений, описывающих процессы, происходящие в теплообменниках. Решаются общие задачи.

Для закрепления материала каждый студент выполняет индивидуальную задачу, данные которой приведены в таблице 15.1

Общие задачи

Задача 15.1 В маслоохладителе температура масла изменяется от 60 °С до 45 °С, а температура охлаждающей воды повышается от 15 °С до 27 °С. Определить среднелогарифмический температурный напор при прямоточной и противоточной схемах движения теплоносителей.

Задача 15.2 Для условий задачи 19.1 определить среднелогарифмический напор при однократном перекрестном токе теплоносителей.

Задача 15.3 Определить тепловые потери неизолированного теплообменника, если длина его цилиндрического корпуса равна 1,5 м, наружный диаметр равен 0,4 м, торцевые крышки плоские. Температура наружной поверхности теплообменника равна 70 °С, а температура помещения, в котором находится теплообменник, равна 25 °С.

Задача 15.4 Определить поверхность нагрева прямоточного и противоточного воздухонагревателей, если температура греющих топочных газов уменьшается от 520 °С до 330 °С а воздух нагревается от 25 °С до 255 °С. Расход нагреваемого воздуха равен 550 кг/ч, его давление - 0,98 бар, а коэффициент теплопередачи составляет 21 Вт/(м2 К).

Задача 15.5 Определить конечную температуру нагреваемого теплоносителя и тепловой поток в противоточном аппарате с поверхностью теплообмена 280 м2, если начальные температуры теплоносителей составляют 80 °С и 20 °С, конечная температура греющего теплоносителя равна 65 °С и коэффициент теплопередачи равен 2700 Вт/(м2 К). Массовый расход греющего теплоносителя равен 100 кг/c.

Задача 15.6 В топливоподогревателе, работающем по схеме прямотока, происходит нагрев 1 т/ч мазута от 40 °С до 75 °С. Греющей средой является вода, температура которой в процессе теплообмена уменьшается от 85 до 80 °С. Определить расход греющей воды и теплопередающую поверхность подогревателя, если коэффициент теплопередачи равен 230 , а теплоёмкость мазута равна 2,2 кДж/(кг К).

Контрольная задача

В теплообменном аппарате типа «труба в трубе» греющая вода движется по внутренней трубе со скоростью 1 м/с и охлаждается от температуры t1 до температуры t1. Внутренний диаметр трубы равен d1 , внешний – d2.

Нагреваемая вода движется по кольцевому каналу со скоростью 0,8 м/с, начальная температура её равна 20 С. Внутренний диаметр кольцевого канала составляет d3.

Определить:

- расходы греющей и нагреваемой воды;

- конечную температуру нагреваемой воды;

- поверхность теплообмена и количество секций теплообменного аппарата при условии, что их длина не должна превышать 1,5 м;

- температуры поверхностей стенок трубы

- эффективность теплообменного аппарата

Потерями в окружающую среду пренебречь.

Исходные данные принять из таблицы 19.1

Таблица 19.1

Данные	Первая цифра варианта
0	1	2	3	4	5	6	7	8
d1 , мм	35	40	45	60
d2, мм	37	40	43	45	48	50	66	68	70
d3 ,мм	50	50	53	55	58	60	77	75	80
	Вторая цифра варианта
	0	1	2	3	4	5	6	7	8
tc1 С	125	115	105	95	85	80	75	120	90
tc2 С	115	110	95	85	75	70	65	110	80

Литература

1 , Лебедев физика. Часть 1. Новосибирск: издательство НГАВТ, 2003. – 213с.

2 , Костылев : Техническая термодинамика и теплопередача. Учебник. – СПб.:ЭЛМОР, 1998.-208с.

3, Бажан , теплопередача и теплообменные аппараты. Учебник для институтов водного транспорта. – М.: Транспорт, 1988. – 287 с.

4 Нащокин термодинамика и теплопередача. Учеб. Пособие для вузов. – М.: Высшая школа, 1969. – 500 с.

5 Термодинамика судовых энергетических установок. Сборник задач: Под ред. . – Л.: Транспорт, 1987. –217с.

6 , Паюсте по процессам тепломассообмена. Учебное пособие для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 144с.

7 Краснощеков Сукомел Задачник по теплопередаче М: Атомиздат, 1978. –230 с.