Поделиться
Выполнение тепловых расчетов аппаратов. Выбор и расчет толщины изоляции.docx
Практическое занятие № 25
Выполнение тепловых расчетов аппаратов. Выбор и расчет толщины изоляции.
Цель работы: уметь выполнять расчеты толщины изоляции тепловых аппаратов.
Что необходимо выполнить студенту для получения зачета
Изучить данную методическую разработку.
Выполнить расчет по варианту.
Сделать вывод о проделанной работе.
Защитить практическую работу.
Общие сведения по изучаемой теме
Тепловая изоляция аппарата применяется для уменьшения потерь тепла в окружающую среду и расхода греющего пара. Расчёт толщины тепловой изоляции рассматривается при установившемся тепловом потоке
ql=const,
где ql – тепловой поток, отнесённый к единице высоты греющей камеры.
При расчёте принимают, что потери в окружающую среду равны не более Q0 = (0,03-0,05)Q1. Тогда
ql = 0,05Ql/l,
где l = 4м – высота кипятильных труб,
Q1 = 13,7*106 кДж/ч = 3,81*106Дж/с.
ql = 0,05*3,81*106/4 = 4,76*104Дж/(с*м).
Перенос теплоты из межтрубного пространства греющей камеры в окружающую среду – многостадийный процесс.
|
Определение необходимой толщины слоя теплоизоляционного материала, покрывающего наружную поверхность теплообменника.
|
|
где δиз – толщина тепловой изоляции; λиз – коэффициент теплопроводности материала изоляции; αн – коэффициент теплоотдачи в окружающую среду (воздух); tст, tокр, tиз – соответственно температуры наружной стенки аппарата, окружающей среды и наружной поверхности теплоизоляционного слоя. Принимаем: tст =94,910 С; tокр =17 °С; tиз =400 С. Коэффициент теплоотдачи можно рассчитать по приближенному уравнению: |
|
αн =9,74+0,07∙Δt=9,74+0,07∙23=11.35
где Δt= tиз - tокр=40-17=230 С. В качестве изоляционного материала выбираем совелит (85%
магнезии +15% асбеста, тогда |
|
В данной работе был произведен тепловой расчет аппарата. В результате был выбран стандартный вертикальный кожухотрубчатый теплообменник с неподвижной трубной решеткой (ГОСТ 15121-79). Поверхность теплообмена составила 22м2. Диаметр кожуха 400 мм; длина труб 3 м; общее число труб 166; диаметр трубы 20х2 мм; число ходов 2; запас площади поверхности теплообмена 42%. Была рассчитана тепловая изоляция. Ее толщина составляет 21 мм. Также были произведены гидравлический и конструктивный расчеты. Трубы изготовлены из стали марки Ст3, расположены в шахматном порядке и закреплены в трубной решетке развальцовкой. Теплообменник установлен на семь опор. |
Расчет толщины изоляции выпарной установки
Толщину тепловой изоляции δи находят из равенства удельных тепловых потоков через слой изоляции от поверхности изоляции в окружающую среду:
αв=(tст2-tв)=(λи/δи)∙(tcт1-tcт2), (3.14)
где αв=9,3+0,058∙tст2 - коэффициент теплоотдачи от внешней поверхности изоляционного материала в окружающую среду, Вт/(м2∙К); tст2 - температура изоляции со стороны окружающей среды (воздуха),°С;tст1 - температура изоляции со стороны аппарата; ввиду незначительного термического сопротивления стенки аппарата по сравнению с термическим сопротивлением слоя изоляции tст1 принимаем равной температуре греющего пара tг1 tв - температура изоляции окружающей среды (воздуха),°С; λи - коэффициент теплопроводности изоляционного материала, Вт/(м∙К). Рассчитаем толщину тепловой изоляции: при tcт2=35
αв=9,3+0,058∙35=11,33 Вт/(м2*К).
В качестве материала для тепловой изоляции выберем совелит (85% магнезии+15% асбест), имеющий коэффициент теплопроводности λи=0,09 Вт/(м*К). Тогда при tcт1=142,9 °С, t(возд)=20 °С:
δи=λи∙(tст1-tст2)/(αв∙(tcт2-tвозд)).
δи=0,09∙(142,9-35)/(11,33∙(35-20))=0,057 м.
Примем толщину тепловой изоляции 0,055 м и для второго корпуса тоже.
Варианты заданий
|
№ вар |
l, м |
t, ст |
t, окр |
t, из |
№ вар |
l, м |
t, ст |
t, окр |
t, из |
№ вар |
l, м |
t, ст |
t, окр |
t, из |
|
1 |
3 |
95,91 |
16 |
41 |
11 |
3,2 |
93,65 |
20 |
42 |
21 |
3,1 |
94,56 |
16 |
42 |
|
2 |
3,5 |
93,21 |
17 |
42 |
12 |
3,4 |
94,2 |
19 |
41 |
22 |
3,3 |
93,49 |
15 |
43 |
|
3 |
3,8 |
93,3 |
15 |
43 |
13 |
3,6 |
94,35 |
15 |
43 |
23 |
3,7 |
92,77 |
17 |
41 |
|
4 |
4,2 |
93,4 |
18 |
44 |
14 |
3,8 |
94,46 |
16 |
46 |
24 |
4,1 |
96,32 |
19 |
45 |
|
5 |
4,4 |
93,5 |
19 |
45 |
15 |
3,9 |
94,51 |
17 |
45 |
25 |
5,2 |
95,12 |
20 |
41 |
|
6 |
4,6 |
93,6 |
20 |
46 |
16 |
4,3 |
94,63 |
20 |
41 |
26 |
5,3 |
92,98 |
18 |
43 |
|
7 |
3,9 |
93,71 |
16 |
47 |
17 |
4,5 |
94,72 |
19 |
42 |
27 |
5,4 |
92,67 |
21 |
42 |
|
8 |
3,4 |
93,75 |
15 |
41 |
18 |
4,7 |
94,81 |
18 |
45 |
28 |
5,5 |
92,78 |
20 |
45 |
|
9 |
3,6 |
93,81 |
17 |
42 |
19 |
4,9 |
94,35 |
21 |
43 |
29 |
5,6 |
92,99 |
18 |
46 |
|
10 |
4,8 |
93,85 |
18 |
43 |
20 |
5,1 |
94,64 |
17 |
44 |
30 |
5,7 |
93,09 |
16 |
41 |
Скачано с www.znanio.ru
Материалы на данной страницы взяты из открытых источников либо размещены пользователем в соответствии с договором-офертой сайта. Вы можете сообщить о нарушении.
,
),
