Введение 7
Информационный обзор 9
1. Теоретические основы процессов теплообмена 9
2. Теплофизические свойства теплоносителей 12
2.1. Оптимизируемые параметры 14
2.2. Тепловой и компоновочный расчет теплообменного аппарата 14
3. Конструкции теплообменных аппаратов 17
3.1. Теплообменные аппараты с трубчатой поверхностью нагрева 17
3.2. Теплообменные аппараты с плоской поверхностью нагрева ... 19
3.3. Конструкция спиральных теплообменников 20
3.4. Конструкция кожухотрубчатых теплообменников 22
4. Характеристика калорифера и его классификация 26
5. Специальная часть 34
5.2. Моделирование процессов теплообмена 34
Постановка задачи 35
Математическая модель теплообменного аппарата 36
Разработка регулятора температуры горячей воды 41
Исследование модели теплообменного аппарата 45
Исследование работы контура стабилизации температуры горячей воды 46
Моделирование 49
Кожухотрубный теплообменный аппарат ПСВ 200-7-15 49
Глобальные определения модели 49
Параметры 1 49
Модель 50
Геометрия 1 50
Материалы 51
Воздух 51
Вода 51
Сталь 52
Модель турбулентности, k-e 52
Формулы применяемые в модели турбулентности 52
Свойства жидкостей 53
Стенка 53
Вход воды 53
Outlet 1: Вода 54
Входное 2: Воздух 54
Outlet 2: Воздух 54
Симметрия 1 54
Interior Wall 1 54
Теплопередача Жидкость. Граничные условия 55
Жидкость 1 55
Теплоизоляция 55
Температура 1: Вода 55
Истечение 1: Вода 55
Температура 2: Воздух 56
Истечение 2: Воздух 56
Симметрия 56
Тонкая стенка 1 56
Жидкость 2 56
Мультифизика 57
Неизотермический Поток 1 57
Сетка 1 57
Исследование 1 58
Параметрическое исследование 58
Стационарный 58
Результаты 58
Данные 58
Модель в симметрии 58
Модель 3D 59
Таблица 59
Таблица 1 59
Таблица 2 59
Таблица 3 59
Графические материалы 60
(spf) 60
Давление (spf) 60
Температура (ht) 61
Изотермические поверхности (ht) 61
Скорость, Обтекание 62
Зависимость температуры воды на истечении от скорости потока воздуха на входе 62
Заключение 65
Список литературы 66
Процессы теплообмена имеют большое значение в химической, энергетической, металлургической, пищевой и других отраслях промышленности. В теплообменных аппаратах теплопередача от одной среды к другой через разделяющую их стенку обусловлена рядом факторов и является сложным процессом, который принято разделять на три элементарных вида теплообмена: теплопроводность, конвекцию и тепловое излучение. На практике эти явления не обособлены, находятся в каком-то сочетании и протекают одновременно. Для теплообменников наибольшее значение имеет конвективный теплообмен или теплоотдача, которая осуществляется при совокупном и одновременном действии теплопроводности и конвекции. Процессы теплообмена осуществляются в теплообменных аппаратах различных типов и конструкций.
По способу передачи тепла теплообменные аппараты делят на поверхностные и смесительные. В поверхностных аппаратах рабочие среды обмениваются теплом через стенки из теплопроводного материала, а в смесительных аппаратах тепло передается при непосредственном перемешивании рабочих сред.
Смесительные теплообменники по конструкции проще поверхностных: тепло в них используется полнее. Но они пригодны лишь в тех случаях, когда по технологическим условиям производства допустимо смешение рабочих сред.
Поверхностные теплообменные аппараты, в свою очередь, делятся на рекуперативные и регенеративные. В рекуперативных аппаратах теплообмен между различными теплоносителями происходит через разделительные стенки. При этом тепловой поток в каждой точке стенки сохраняет одно и то же направление. В регенеративных теплообменниках теплоносители попеременно соприкасаются с одной и той же поверхностью нагрева. При этом направление теплового потока в каждой точке стенки периодически меняется. Рассмотрим рекуперативные поверхностные теплообменники непрерывного действия, наиболее распространенные в промышленности.
Анализ полученных результатов исследования показал, что разработанная модель может применяться в контурах регулирования температуры систем отопления и горячего водоснабжения, а также при выполнении исследовательских и проектных работ по реконструкции систем теплоснабжения.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
