Реферат: Расчет рекуперативного теплообменника газотурбинного двигателя

Если то

По полученным значениям t _ср.в и t _{ср. г} из табл.1 и 2 (все таблицы см. в прил.2) определяются необходимые теплофизические характеристики теплоносителей:

Pr, m , C_p , n , l , r :

r_г =P_г /RT_г =8500000/287*387=76.53 кг/м³

3. Определение коэффициентов теплоотдачи

Коэффициент теплоотдачи от охлаждаемого газа к стенке трубки определяют с учетом числа трубок, по которым он протекает, ориентировочно это число может быть найдено по формуле:

(1)

Принимаем количество трубок n=61.

Скорость газа в трубах принимается равной w_г =20…60 м/с при р<0.5 МПа . В нашем случае при р>0.5 МПа скорость принимаем w_г = 30 м/с . Для воды скорость принимаем w_в = 2 м/с , а диаметр трубки d_вн = 10 мм . Вычислив число трубок и округлив его согласно табл.3 так, чтобы они заполняли всю трубную решетку, по n_пол =61 находим значение действительной скорости газа из формулы (1).

?????????? ???????? ?????????? ?? 5% ?? ??????????????? (??? ????????), ??? ????????????? ??????????? 10% . ?????????? ?????????????? ???????? ??????????:
???
????????? ???????? ???????????? ??????????? ?? ?????????:
???????? ????? ????????????? ????????? (????????? ? ???? ? ????):

Имеем

??? y _г = 1 . 05 - ???????????, ??????????? ??????? ?????????????? ??????? ??? ???????????? ????.
??????? ??????????? ??????????? ?? ?????? ??????????? ????, ??? ???? ?????????????? ?????????? ????????? (?????) ??????? ??????????? ????????????.
?????????????? ??????? ??????????? ??????? ?????????????? ?????? ????????????? ???????,
??? d_{н ар} = d _вн +2 d=0.01+2*0.002=0.014 м ? d = 2 мм . ?????????????, ?????????? ??????? ??????:
?? ????? ??????? ????? ????????? ????????? ??? ?????? ? ????? b=(1.25..1.3) d _вн ??? b= D _вн /m=0.140/9=0.016 , ??? m=9 - ????? ??????, ???????????? ?? ????????? (????.3,[4]).? ????? ?????? ??? ?? ?????? ???? ?????b _min =(1.25_... 1.3) d _нар =9^* 1.25 = =0.018 ?.?.? ??? ?? ????????????? ????? ???????, ?? ??? ???? ????????? ?, ????????? ????? ??????? ?????? D _вн =b × m=0.018*9=0.158 ?, ??????? ????? ???????? ???????? ???? ? ?????????? ????????????, ????????? ???????:
????? ?????????? ???????? ?????? ???? ?? ????? 0,5 м/ ? ????? ?????? ???????? ???? ????????????? ????? ???????. ? ?????????? ??????? ??????? ?????? ????????????????? ???????. ??? ???????? ??????? ?????????? ????? ? ??? ??????? ?????????? ????? ? ??????. ????? ?????????? ??? ????:
???
??????????? ??????????? ?? ?????? ?????? ? ???? (????????) ??????????? ?? ???????:
??? y_в = 1.02 - ???????????, ??????????? ??????? ?????????????? ??????? ??? ??????????? ????.

4. Определение коэффициента теплопередачи

Коэффициент теплопередачи определяется по формуле:

При вычислении К необходимо соблюдать следующие правила:

???? a_г >a_в ?? d_ср =d_нар

если a_г =a_в то d_ср =(d_вн +d_нар )/2

если a_г <a_в то d_ср =d_{в н}

??? ????? ????????????? ??????? ?????? ?????? d_нар / d_вн <1.5 ????? ??????????????? ????????????

Погрешность расчета не превышает 3% . Коэффициент R_заг учитывающий загрязнение стенок в ходе эксплуатации теплообменника, снижает обычно коэффициент теплопередачи на 20...30% .Принимаем d_ср =d_{в н} =0.01.R_заг =0.

Выбираем материал трубок бронза , тогда из [2] l_ст =226.785

5. Определение площади поверхности охлаждения

Определение площади поверхности охлаждения производим по основному выражению для теплопередачи:

Q=K×F×Dt_ср

Откуда F=Q/K×Dt_ср =2515000/2470.493*74.17=13.725

???? ???????, ???????? ?????????? ????? ????.

Остальные размеры теплообменника определяются с учетом правильного устройства подводящих каналов для прохода воды. Скорости теплоносителя в подводящем коллекторе и штуцере должны быть примерно равны. В этом случае их подводящие сечения связаны между собой равенством

?.?.

F_шт =F_кан =F_отв

Здесь

??????? ???????
???????? ???????? d _шт (? ??????? ??????????) ????????? d _шт =0.09 , ?????????? ??????? ?????????? ???????:

-ширина кольцевого коллектора b _кол = d _шт /4=0.09/4=0.023

-высота кольцевого коллектора h₁ =1.57 × d_шт =1.57 × 0.09=0.141

-высота круглого подхода к трубкам h₂ =d_шт /4D _кож =0.09/4 × 0.158=0.143