Расчет, разработка и проектирование теплообменного аппарата (стр. 3 из 3)

Принимаем

=20мм

Производим расчет толщины трубной решётки:

С – добавки для компенсации коррозии (С=0,003)

t- шаг между труб (t=0,048)

2.4 Конструктивный расчёт

Принятие формы

Принимаем эллиптическую форму входной и выходной камеры с высотой борта 40 мм. Ёмкость такого днища 87 л. (прилож. 16), масса – 36кг.

Определение диаметров патрубков

Принимаем скорость теплоносителей в патрубках v_патр=1,5м/с и определяем диаметр патрубков:

Принимаем диаметр патрубков для бензола:

d_патр=150мм,

Принимаем диаметр патрубков для воды:

d_патр=200мм.

Принятие величины вылета штуцера 300мм

Выбор подкладочного материала

Для бензола – асбестовый картон. Для воды – резину.

Определение массы теплообменника

Масса труб:

.

Масса кожуха:

.

Масса аппарата в целом:

Произведение расчёта опорных лап

Принимаем вертикальное расположение аппарата и производим расчёт опорных лап.

Объём трубного пространства:

Объём межтрубного пространства:

Масса воды в полностью заполненном аппарате:

Максимальная масса аппарата, заполненного водой:

Принимаем число опорных лап равное двум и определяем нагрузку, приходящуюся на одну опорную лапу:

По таблице (прилож.21) принимаем опорные лапы на нагрузку Р=40000Н.

нагрузка на лапы,Н·10-3	Опорная площадь,м2·103	Удельное давление,Н/м2·10-4	размеры, мм						масса,кг
			с	а	b	H	S	d
40	29,7	135	190	160	170	280	10	30	6,2

Эскизная схема теплообменника

2.5 Гидравлический расчёт

теплообменный аппарат конденсат испарение

Определение гидравлического сопротивления трубного пространства

Производим с целью определения гидравлических сопротивлений при прохождении теплоносителей через теплообменный аппарат. Величину потерь давления используют при выборе насосов.

Гидравлические сопротивления трубного пространства определяем сумму коэффициентов местных сопротивлений по таблице, используя схему теплообменника.

Таблица 6

Характер местных сопротивлений	ζ
Входная или выходная камера	1,5
Вход в трубы или выход из них	1,0
Поворот между ходами на 180˚	2,5
Вход в межтрубное пространство или выход из него	1,5
Поворот через перегородку в межтрубное пространство	1,5
Поперечное движение в межтрубном пространстве

Сумма местных сопротивлений:

1. вход в камеру – 2

2. вход в трубку – 6

3. выход из трубки – 6

4. число поворотов – 5

Определяем сумму коэффициентов местных сопротивлений

Гидравлическое сопротивление межтрубного пространства

Принимаем λ₁=0,04, тогда, используя формулы гидравлики:

Вычисляем коэффициент сопротивления поперечному движению жидкости в межтрубном пространстве

Сумма местных сопротивлений:

1. ходовые перегородки – 10

2. вход – 1

3. выход – 1

4. поворот между ходами – 10

5. движений – 11

Мощность потребная для перемещения теплоносителей через теплообменник

Мощность потребная для перемещения теплоносителя через теплообменник определяется по формуле:

Трубное пространство

Межтрубное пространство

—к.п.д. насоса или вентилятора. Для ориентировочных расчетов за к.п.д. условно принимаю =0,6.

Общая потребная мощность определяется по формуле:

2.6 Расчёт теплоизоляции

Потери тепла в окружающую среду определяются по формуле:

суммарный коэффициент теплоотдачи в окружающую среду от поверхности аппарата, котрый определяется по формуле:

F_днища определяем из приложения 16 [1].

F_днища =0,8м².

Рассчитываем теплоизоляцию и выбираем термоизоляционный материал: асбест пушённый.

Толщину слоя изоляции в условиях свободного движения воздуха при t=20

определяем по формуле:

; по таблице 3.6.1 [1] q₁=175Вт/м;

Толщина слоя изоляции:

Вывод

В процессе выполнения курсовой работы произвёл расчёты теплообменного аппарата типа ТН, который имеет следующие характеристики:

· поверхность теплообмена: F=121м²;

· внутренний диаметр корпуса: D=800мм;

· число ходов: z=4;

· количество перегородок: n_пер=12шт;

· количество труб: n_тр=170шт;

· полная масса аппарата: М=7822кг.

В результате выполнения была выбрана конструкция и определены её размеры, рассчитаны параметры опорных лап, определена масса конструкции, а также потребная мощность для перемещения теплоносителя через теплообменник.

Список литературы

1 М.И. Лазарев, Н.Ф. Шатров «Руководство по курсовому проектированию». Часть 1.

2 А.Ф. Карасёв, Ю.В. Хушишкили «Учебное пособие по курсовому проектированию (теплообменные аппараты)».

3 К.Ф.Павлов и др. «Примеры и задачи по курсу ПАХТ». Изд. «Химия», 1964г.

4 А.Н.Плановский и др. «ПАХТ». Изд. «Химия», М., 1968г.

5 О.Флореа, О Смигельский «Расчеты по ПАХТ». Изд. «Химия», М., 1971г.

Приложение