Проектирование горизонтального кожухотрубного теплообменного аппарата для подогрева продукта пер (стр. 4 из 4)

Объёмная производительность насоса:

V_б = G_н/ρ^б_н = 0,5/999,5 = 1,39*10^-3 м³/с = 5 м³/ч.

Потеря напора:

Н =

/ ρ*g = 143244/987*9,81 = 15 м.вод.ст.

Принимаем центробежный насос марки X8/18, КПД насоса

= 0,5

Мощность электродвигателя:

N = V_б*

/ = 1,39*10^-3*143244/0,5 = 398 Вт

Принимаем электродвигатель серии 2В 100S2 мощностью N₂ = 4,0 кВт

4.9. Подбор насоса для перекачивания конденсата.

Полный напор, развиваемый насосом:

= + + = 55388 + 2011 + 45513 = 102912 Па.

Объёмная производительность:

V_кд = G_кд/ρ^кд_н = 0,785/927,9 = 0,846*10^-3 м³/с = 3,05 м³/ч.

Потеря напора:

Н =

/ ρ*g = 102912/927,9*9,81 = 11 м.вод.ст.

Принимаем центробежный насос марки X8/18, КПД насоса

= 0,5

Мощность электродвигателя:

N = V_кд*

/ = 0,846*10^-3*102912/0,5 = 174 Вт

Принимаем электродвигатель серии 2В 100S2 мощностью N₂ = 4,0 кВт

5. Механический расчёт

5.1. Основные детали теплообменника: корпус, фланцы, днища, обечайки, болты, принимаем из стали ст.3 (1) стр.83

Номинальное допускаемое напряжение стали Вст3

,

=132 МПа

Поправочный коэффициент для обогреваемого корпуса с отверстиями для приварки патрубков и выпуклых днищ

:

=0,9 – для корпуса

=0,95 – для днища с отверстиями

Расчётное допускаемое напряжение на растяжение для стали Вст3 (1 стр.48)

Для корпуса:

МПа

Для днища:

МПа

Коэффициент прочности сварного стыкового шва, свариваемого электросваркой вручную

=0,7

5.2. Толщина стенки корпуса:

Р = 45513 Па = 0,045 мПа – принимаем давление в корпусе аппарата равным давлению, развиваемому насосом подачи конденсата.

С = 0,003 м – конструктивная добавка на коррозию, овальность

5.3. Толщина выпуклого днища:

Р = 135611 Па = 0,14 мПа – давление во входной камере, равное давлению, создаваемому насосом подачи бульона.

d_н = d_в + 2*δ₁ = 0,6 + 2*0,004 = 0,608м – наружный диаметр корпуса.

Фактор формы днища – К = 2,1 (1) стр.124

Отношение h/ d_н =0,125/0,608 = 0,21

Отношение (t+d)/ d_н = (0,1+0,032)/0,608 = 0,22

Толщина выпуклого днища:

= (0,14*0,608*2,1)/(2*125,4*0,7)+0,003 = 4*10^-3 мм

5.4. Расчёт болтов фланцевого соединения корпуса.

Усилие, открывающее днище входной камеры от фланца (1) 5.119

Q = π* d²_ср*(Р/4) = 3,14*0,72²*(0,21/4) = 0,085мм

Принимаем предварительно внутренний диаметр резьбы болта (1) т.13

D_в = 14 мм = 0,014 м

Принимаем отношение шага расположения болтов к внутреннему диаметру:

S/ D_в = 5

Шаг болтов, предварительно: (1) стр.157

z = π* D_в /t = 3,14*0,6/0,07 = 30

Принимаем число болтов кратное четырём z = 32

Уточнённый шаг болтов:

t=π* D_б / z = 3,14*0,67/32 = 0,066м

Усилие на один болт:

Р₀ = К*Q/z = 2*0,085/32 = 5,3*10^-3 мм,

где К=2 – коэффициент затяжки болта для мелких прокладок (1) стр.157

Внутренний диаметр резьбы болта (1) 5.123.

D

=1,13 +0,005=1,13 +0,005= 0,0125 м = 12,5 мм

Принимаем болты с шестигранной головкой нормальной точности по ГОСТ 7798-70 (1) т.13

Номинальный диаметр резьбы 16 мм.

Шаг резьбы – крупный, резьба метрическая М16

5.5. Толщина круглого приварного фланца: (1) 5.125.

δ

= β +C

β=0,43 – коэффициент для фланцев, имеющих прокладку по всей торцевой поверхности (1) стр.159

r₀ = D_б /2 = 0,67/2 = 0,335м – радиус окружностей центров болтовых отверстий

r = D_в /2 = 0,6/2 = 0,3м – внутренний диаметр корпуса

d = 0,018м – диаметр болтового отверстия

δ_н = δ = 118,8 мПа – допускаемое напряжение на изгиб (1) 5.2

С = 0,004м – конструктивная прибавка (1) 158.

δ

= β +C = 0,43 +0,004 = 8,7*10^-3м = 9 мм

6. Расчёт тепловой изоляции.

Тепловая изоляция используется для уменьшения тепловых потерь, повышения эффективности использования теплоносителя, выполняя требования техники безопасности и защиты поверхности от коррозии.

6.1. Принимаем температуру на поверхности изоляции, согласно санитарным нормам t

= 40 C

6.2. Принимаем температуру окружающего воздуха t

=20 C

6.3. Принимаем теплоизоляционный материал: минераловатно-асбестовые плиты К = 4, коэффициент теплопроводности

= 0,079 ВТ/мК

6.4. Коэффициент теплопередачи в окружающую среду

= + =9,74+0,07 =9,74+0,07(40-20)=11,14 ВТ/м К

6.5. Удельный тепловой поток от изолированной поверхности к окружающему воздуху:

q

=

) = 11,14*(40-20) = 222,8 ВТ/м

6.6. Толщина тепловой изоляции:

q

* = (0,079/222,8*(138-40)) = 0,035 м = 35мм

Список используемой литературы:

1. Солнцев В.Д. Процессы и аппараты пищевых производств и химической технологии: Учебно-методическое пособие по курсовому проектированию. - Влад.: ТГЭУ, 2006.-100 с.

2. Лунин О.Г., Вельтищев В.Н. Теплообменные аппараты пищевых производств. - М.: Агропромиздат, 1987.-239 с.

3. Соколов В.И. Основы расчёта и конструирования машиностроения и аппаратов пищевых производств. – М.: Машиностроение, 1983.-484 с.

4. Расчёты и задачи по процессам и аппаратам пищевых производств/ под ред. С.М. Гребешока. – М. – Агропромиздат, 1987. – 304 с.