Материал: Интенсификация теплообмена в энергоустановках. Сборник задач. В двух частях. Трошин А.Ю., Коновалов Д.А
А. Ю. Трошин Д. А. Коновалов
ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ТЕПЛООБМЕНА В ЭНЕРГОУСТАНОВКАХ
Сборник задач В двух частях Часть 2
Воронеж 2018
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Воронежский государственный технический университет»
А. Ю. Трошин, Д. А. Коновалов
ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ТЕПЛООБМЕНА В ЭНЕРГОУСТАНОВКАХ
Сборник задач
В двух частях Часть 2
Воронеж 2018
1
УДК 536.24(07) ББК 31.31я7 Т766
Рецензенты:
кафедра электротехники, теплотехники и гидравлики Воронежского государственного лесотехнического университета им. Г. Ф. Морозова (зав. кафедрой д-р техн. наук,
ст. науч. сотрудник О. Р. Дорняк); д-р техн. наук, проф. А. В. Бараков
Трошин, А. Ю.
Интенсификация теплообмена в энергоустановках: Т766 сборник задач: в 2 ч. / А. Ю. Трошин, Д. А. Коновалов; ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет». - Воронеж: Изд-во ВГТУ, 2018. - Ч. 2. - 177 с.
ISBN 978-5-7731-0686-9 (ч. 2)
ISBN 978-5-7731-0684-5
В издании изложены основы инженерных расчетов по интенсификациитеплообмена в кожухотрубных теплообменных аппаратах.
Соответствует требованиям Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования по направлению 13.04.01 «Теплоэнергетика и теплотехника» (программа магистерской подготовки «Промышленная теплоэнергетика»), дисциплине «Интенсификация теплообмена в энергоустановках». Предназначено для студентов очной и заочной форм обучения, может быть полезно специалистам, занимающимся вопросами интенсификации теплообмена в энергоустановках.
УДК 536.24(07) ББК 31.31я7
Ил. 89. Табл. 15. Библиогр: 9 назв.
Печатается по решению учебно-методического совета Воронежского государственного технического университета
ISBN 978-5-7731-0686-9 (ч. 2) © Трошин А. Ю., Коновалов Д. А., 2018 ISBN 978-5-7731-0684-5 © ФГБОУ ВО «Воронежский
государственный технический университет», 2018
2
ВВЕДЕНИЕ
Стремление к уменьшению габаритов и веса теплообменников, обусловленное в первую очередь развитием газотурбинных установок и применением их в авиации и на транспорте, привело к разработке ряда конструкций компактных и высокоэффективных пластинчатых теплообменников. В течение последних лет пластинчатые теплообменники все шире используются в низкотемпературных установках для разделения воздуха, получения дейтерия ректификацией жидкого водорода и др. Этому в значительной степени способствовало развитие методов пайки и сварки тонколистового металла, обычно используемого для изготовления пластинчатых теплообменников. Конструктивные формы пластинчатых теплообменников довольно многообразны.
Пластинчатые теплообменники, сходные по своему устройству с рамными фильтр-прессами, получили широкое распространение в промышленности и химикофармацевтических производствах, а также промышленности синтетического каучука (обработка латекса). Сфера применения этих теплообменников быстро расширяется, что определяется специфическими их особенностями. В то же время сведения о тепловых и гидродинамических характеристиках пластинчатых теплообменников такого типа разрознены, и поэтому целесообразно рассмотреть и систематизировать известные данные.
3
1. ПЛАСТИНЧАТЫЕ ТЕПЛООБМЕННИКИ
Конструктивные формы пластинчатых теплообменников довольно многообразны, однако наиболее распространены теплообменники, схематически показанные на рис. 1.1. На плоский лист металла, толщина которого составляет обычно 0,5−0,8 мм, накладывается дополнительная теплообменная поверхность, сложенная в виде гармошки и изготовленная из металлической полосы толщиной 0,1−0,3 мм; сверху вновь кладется плоский лист, на него – дополнительная поверхность и т.д.
Рис. 1.1. Элементы пластинчатого теплообменника:
1 − плоский лист; 2 – волнистый лист; 3 – боковое уплотнение [4]
Боковые свободные проходы уплотняются специальными элементами, показанными на рисунке. После сборки нужного числа чередующихся плоских листов и гофрированных поверхностей в специальном приспособлении осуществляют пайку, в результате чего получают пакет с системой каналов, предназначенных для движения теплоносителей. Возможна различная ориентация каналов: на рис. 1.2 слева показан пакет, в котором осуществляется перекрестный ток газов в смежных каналах, а на том же рисунке справа – противоток.
4