Агрегат воздушного охлаждения масла

Общая характеристика теплообменных аппаратов, их виды и классификация. Проектирование аппарата воздушного охлаждения масла по исходным данным, с проведением гидравлических расчетов, определением мощности вентилятора и насоса для продувки агрегата.
Краткое сожержание материала:

2

Размещено на

Размещено на

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Предварительный тепловой расчёт и предварительное определение

площадей теплообмена

1.1 Исходные данные

1.2 Определение массового расхода охлаждающего ТН и количества теплоты, передаваемой теплообменником

1.3 Определение суммарной поверхности теплообмена

2. Выбор геометрии трубы и определение конструктивных параметров

2.1 Определение общей длины трубы

2.2 Определение количества труб в теплообменном аппарате

2.3 Расчёт геометрии каналов

2.4 Определение коэффициента оребрения

2.5 Определение габаритных размеров теплообменного аппарата

2.6 Расчёт площадей теплообмена

3. Тепловой расчёт

3.1 Расчёт площадей для прохода теплоносителей

3.2 Определение эквивалентных диаметров

3.3 Определение скоростей теплоносителей

3.4 Расчёт критериальных коэффициентов

3.5 Определение коэффициентов теплоотдачи теплоносителей

3.6 Определение коэффициентов теплопередачи

3.7 Определение запаса поверхности теплообмена

4. Гидравлический расчёт

4.1 Определение общих гидравлических потерь

4.2 Определение потери давления воздуха

4.3 Расчёт мощности, потребляемой вентилятором

4.4 Расчёт мощности, потребляемой насосом

5. Расчёт остальных конструктивных элементов теплообменника

5.1 Расчёт патрубка

Выводы

Список использованной литературы

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время рост технологий приводит к появлению большого количества различных машин и различных устройств, обеспечивающих их надёжную работу. Системы и механизмы современного оборудования работают с выделением или поглощением большого количества тепловой энергии. Производителями или утилизаторами тепловой энергии в машинах служат специальные аппараты - теплообменники.

В теплообменных аппаратах (ТА) один теплоноситель (теплоотдающий) передает теплоту другому теплоносителю (тепловоспринимающему). Если передача теплоты происходит при изменении агрегатного состояния какого-либо теплоносителя (кипение, конденсация), то его температура остается неизменной. В остальных случаях температуры в ТА изменяются. ТА применяются как отдельные агрегаты или элементы оборудования станков энергетических установок в различных отраслях промышленности.

ТА, применяемые в газотурбинных или парогазовых установках (ГТУ и ПГУ), - устройства, в которых происходит передача от горячего рабочего тела установки к холодному. Аппараты в составе ГТУ или ПГУ можно условно разделить на два класса: включенные и не включенные в цикл. В ГТУ к первому типу можно отнести воздухоподогреватели (регенераторы), промежуточные (между каскадами) воздухоподогреватели. Ко второму - маслоохладители, утилизационные водоподогреватели, котлы-утилизаторы, подогреватели топливного газа. В ПГУ утилизационные водоподогреватели и котлы-утилизаторы относятся к первому классу. ТА первого класса повышают КПД цикла: возвращают в цикл выхлопную теплоту, уменьшая работу сжатия и т.п. Аппараты второго класса либо обеспечивают различные нужды ГТУ, либо повышают общую экономичность (например экономичность транспорта газа).

Качество и работа теплообменных аппаратов (ТА) прямым образом влияет на характеристики и параметры работы машины в целом. Проектирование и расчет ТА является сложным и трудоёмким процессом инженерного труда. К таким аппаратам предъявляются очень высокие требования:

- высокий уровень надежности и экономичности работы;

- соответствие условиям снижения металлоемкости и работ обслуживания.

По принципу работы ТА делятся на поверхностные (рекуперативные и регенеративные) и контактные. В рекуперативных ТА обменивающиеся теплотой среды протекают одновременно и передача теплоты происходит через разделяющую их поверхность. Рекуперативные ТА наиболее распространены. В регенеративных ТА поверхность теплообмена по очереди омывается то греющим, то нагреваемым теплоносителями. В качестве поверхности теплообмена используются теплоаккумулирующие элементы.

По роду теплоносителей различают ТА: жидкость - жидкость, пар - жидкость, пар - пар, пар - газ, газ - газ.

В зависимости от изменения агрегатного состояния теплоносителей существуют следующие ТА: без изменения агрегатного состояния, с изменением агрегатного состояния одного теплоносителя, с изменением агрегатного состояния обоих теплоносителей.

По характеру движения теплоносителей относительно теплопередающей поверхности ТА делят на три типа: С естественной циркуляцией, с принудительной циркуляцией, с движением жидкости под действием сил гравитации.

По ориентации теплопередающей поверхности ТА бывают вертикальные, горизонтальные и наклонные.

Рассмотрим теплообменники с оребренными трубами или воздухоохлаждаемые теплообменники. В таком теплообменном аппарате из-за низкой плотности воздуха должно проходить большое количество воздуха, но поскольку осевые вентиляторы создают небольшие перепады давления, то это приводит к низкой скорости воздуха - до10 м/с, и к короткому тракту прохода воздуха. Все это обусловливает небольшие коэффициенты теплоотдачи со стороны воздуха (50…100 (Вт/М²*К)). Так как коэффициент теплоотдачи со стороны теплоносителя (внутри трубы) в 10-200 раз больше, представляется целесообразным использовать поверхность теплообмена с высоким отношением площади, контактирующей с воздухом, к площади, омываемым другим теплоносителем. Т.е. необходимо применять трубы с высокими ребрами.

Выполнение данного курсового проекта способствует получению инженерных навыков по тепловым расчетам и проектированию, как отдельных элементов, так и теплообменного аппарата ТА в целом.

Основную часть проекта составляют тепловой и гидравлический расчеты. Тепловой расчет агрегата воздушного охлаждения масла (АВОМ) состоит из первичного и проверочного. Методика этих расчетов является общей. Различие заключается в целях расчета, искомых величинах и последовательности его выполнения.

1 ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ И ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОЩАДЕЙ ТЕПЛООБМЕНА

1.1 Исходные данные

Тип ТО	Gм, М3/ч	°С	°С	°С	°С	Теплоноситель
						горячий	холодный
АВО	25	84	61	30	43	Масло МК-22	воздух

Рисунок 1.1 - Схема тока

Теплообменный аппарат данного вида принадлежит к аппаратам воздушного охлаждения с однократным перекрестным током.

1.2 Определение массового расхода охлаждающего ТН и количества теплоты, передаваемой теплообменником.

Из уравнения теплового баланса определяем массовый расход охлаждающего ТН:

(1.1)

где - расход горячего ТН (масло МК-22);

- расход холодного ТН (воздух);

- начальная температура горячего ТН, = 84°С;

- конечная температура горячего ТН, = 61°С;

- начальная температура холодного ТН, = 30°С;

- конечная температура охлаждающего ТН, = 43°С;

Далее индексы «1» и «2» будут означать горячий и охлаждающий ТН соответственно. А надстрочные символы «'» и «''» соответствуют начальному и конечному участкам соответственно.

Находим расход охлаждающего ТН ():

- средняя температура горячего ТН;

 - средняя температура охлаждающего ТН;

Определяем значение плотности теплоносителей:

- плотность горячего ТН;

- плотность охлаждающего ТН;

Для определения массового расхода охлаждающего ТН необходимо определить по таблицам значения удельных теплоемкостей [1]:

...