Разработка высокотемпературного теплообменного аппарата для нагрева воздуха в гибридной схеме ПГУ
Аннотация
В данной выпускной квалификационной работе представлен расчет конвективного воздухонагревателя в гибридной схеме ПГУ с ВЦГ и ПГУ с внешним сжиганием твердого топлива.
Цель данной работы: разработка высокотемпературного теплообменного аппарат для нагрева воздуха дымовыми газами, способного работать при высоких температурах при сохранении надежности.
В представленной работе был произведен анализ трех различных конструкций аппаратов, это кожухотрубный с плавающей головкой, кожухотрубный с U-образными трубками и аппарат типа АВО.
Исследовано влияние накатки на конечную поверхность теплообмена в данных условиях работы. Для сравнения поверхностей теплообмена каждая из трех конструкций была разделена еще на две, а именно с гладкими и накатанными трубами.
Произведен теплогидравлический расчет шести теплообменных аппаратов, в ходе которых было принято решение разделить общий поток воздуха на 10 равных частей из-за высокого расхода воздуха по трубному пространству. Для теплофизических свойств использовался пакет свойств VMGThermo, фазовые модели по уравнению Пенга-Робинсона.
Теплогидравлическиие расчеты проводились в программе HTRI Xchanger Suite 8.1, которая позволяет моделировать тепловые процессы и определять конструкцию аппарата в целом.
Произведены прочностные расчеты, по результатам которых были получены толщины основных элементов аппаратов, а именно: цилиндрических обечаек, перегородок, трубных решеток, штуцеров, эллиптических днищ, конического перехода и определен наименее металлоемкий вариант.
Прочностной расчет был произведен с помощью программ PASSAT 3.02.0.0, которая позволяет рассчитывать сосуды и аппараты на прочность.
После прочностного расчета была из программы PASSAT были выгружены модели в учебную версию Autodesk Inventor 2020, в результате чего были получены массогабаритные параметры всех шести аппаратов.
Цель данной работы: разработка высокотемпературного теплообменного аппарат для нагрева воздуха дымовыми газами, способного работать при высоких температурах при сохранении надежности.
В представленной работе был произведен анализ трех различных конструкций аппаратов, это кожухотрубный с плавающей головкой, кожухотрубный с U-образными трубками и аппарат типа АВО.
Исследовано влияние накатки на конечную поверхность теплообмена в данных условиях работы. Для сравнения поверхностей теплообмена каждая из трех конструкций была разделена еще на две, а именно с гладкими и накатанными трубами.
Произведен теплогидравлический расчет шести теплообменных аппаратов, в ходе которых было принято решение разделить общий поток воздуха на 10 равных частей из-за высокого расхода воздуха по трубному пространству. Для теплофизических свойств использовался пакет свойств VMGThermo, фазовые модели по уравнению Пенга-Робинсона.
Теплогидравлическиие расчеты проводились в программе HTRI Xchanger Suite 8.1, которая позволяет моделировать тепловые процессы и определять конструкцию аппарата в целом.
Произведены прочностные расчеты, по результатам которых были получены толщины основных элементов аппаратов, а именно: цилиндрических обечаек, перегородок, трубных решеток, штуцеров, эллиптических днищ, конического перехода и определен наименее металлоемкий вариант.
Прочностной расчет был произведен с помощью программ PASSAT 3.02.0.0, которая позволяет рассчитывать сосуды и аппараты на прочность.
После прочностного расчета была из программы PASSAT были выгружены модели в учебную версию Autodesk Inventor 2020, в результате чего были получены массогабаритные параметры всех шести аппаратов.