Курсовая работа «Тепловой и гидравлический расчет воздухоохладителя» выполняется студентами энергомашиностроительного факультета в процессе изучения фундаментальной теплотехнической дисциплины «Теория тепло- и массообмена». Расчет теплообменного аппарата служит конкретным примером применения основных положений курса в инженерной практике.
Теплообменные аппараты различных типов широко используются почти во всех отраслях промышленности. По принципу действия теплообменные аппараты разделяют на рекуперативные, регенеративные и смесительные. В рекуперативных аппаратах теплота от одного теплоносителя к другому передается через неподвижную твердую стенку, и процесс теплообмена в них можно считать стационарным. Регенеративные аппараты работают в нестационарных (циклических) условиях, когда горячий и холодный теплоносители поочередно омывают поверхности аккумулятора теплоты. При этом аккумулятор (набивка) в первой части цикла отбирает теплоту от горячего теплоносителя, а во второй части цикла отдает ее холодному. В смесительных аппаратах передача теплоты происходит за счет непосредственного смешения горячего и холодного теплоносителей.
Из всего многообразия типов и конструкций теплообменных аппаратов в качестве объекта теплового и гидравлического расчета выберем рекуперативные воздухоохладители. Воздухоохладители играют важную роль в энергомашиностроении и широко применяются, например, в компрессорных установках. Расчету именно этих теплообменных аппаратов и посвящена курсовая работа. Воздухоохладители используются как в компрессорных установках, предназначенных для сжатия воздуха в технологических целях, так и в компрессорах газотурбинных установок. В зависимости от назначения воздухоохладители могут существенно различаться по конструкции и размерам. В курсовой работе предусмотрен расчет воздухоохладителя с умеренным расходом воздуха.
Тепловому и гидравлическому расчету воздухоохладителя должен предшествовать рациональный выбор его конструктивной схемы, который выполняется на основе анализа обобщенных характеристик теплообменных аппаратов. Выбранной схеме может удовлетворять множество типов теплопередающих поверхностей. Эти поверхности должны обеспечивать компактную конструкцию теплообменника при допустимом гидравлическом сопротивлении. Кроме того, принятая для конструкции воздухоохладителя теплопередающая поверхность должна быть технологичной и соответствовать современным возможностям производства. Только после решения этих принципиальных вопросов можно приступать к детальному тепловому и гидравлическому расчету воздухоохладителя. При постановке такого расчета ряд исходных данных может быть назначен в известной степени произвольно. Поэтому с целью оптимизации конструкции воздухоохладителя в пределах выбранной схемы необходимо выполнить ряд вариантных расчетов на ЭВМ. Изложенный подход к проектированию теплообменного аппарата определил структуру и содержание учебного пособия.
