Задача розрахунку і конструювання кожухотрубного теплообмінника з компенсатором, в якому відбувається конденсація етанолу водою. Опис та обґрунтування обраної конструкції. Проведення розрахунків, що підтверджують працездатність і надійність конструкції.
Більшість процесів хімічної технології протікають в заданому напрямку тільки при певній температурі, яка досягається підводом або відводом теплоти. Теплообмінними апаратами, чи теплообмінниками, називаються пристрої для передачі теплоти від одних середовищ до інших. Основну групу теплообмінних апаратів, що застосовуються в промисловості, складають поверхневі теплообмінники, в яких теплота від гарячого носія передається холодному теплоносію через розділяючи їх стінку. У хімічній технології теплообмінні апарати застосовуються для нагрівання й охолодження речовин у різних агрегатних станах, випарювання рідин і конденсації пар, перегонки і сублімації, абсорбції й адсорбції.Теплообмінні апарати кожухотрубні з нерухомою трубчаткою та кожухотрубні з температурним компенсатором на кожусі застосовуються в тих випадках, коли не має необхідності в механічному очищенні міжтрубного простору (очищення від осаду можливо тільки для міжтрубного простору). Тому в трубний простір подають ту рідину (воду або водні розчини), які при нагріванні або випаровуванні можуть виділяти нерозчинний осад на стінках труб, а в міжтрубний простір подають чисту рідину або конденсуючи пар.Апарат призначено для конденсації етанолу водою. 3.2 конденсату на виході з апарата 20 3.3 води: а) на вході в апарат 10 б) на виході з апарата 18 Середовище в апараті: 4.1 у трубному просторі - вода, яка охолоджує етанол (нетоксична, неагресивна, пожежовибухобезпечна); 4.2 у міжтрубному просторі - пара етанолу.Конструкція апарата повинна задовольняти певним вимогам, які залежать від конкретних умов перебігу процесу. Вибираючи апарат необхідно також брати до уваги простоту і компактність конструкції. Зазвичай конструкції не задовольняють повністю всім вимогам і тому знаходять певні компромісні варіанти. Найпростішим являється одноходовий кожухотрубний теплообмінник, який складається з кожуха та приварених до нього трубних решіток. У тих випадках, коли в період пуску або зупинки апарата корпус і труби його мають різні за розміром подовження, передбачаються температурні компенсатори.Основними елементами кожухотрубних теплообмінників є труби, трубчатка, корпус, кришки, патрубки (рисунок 3.2.1). 1 - трубчатка, 2 - трубні решітки, 3 - труби, 4 - кришка, 5 - лінзовий компенсатор, 6 - камера розподілювальна, 7 - поперечна перегородка, 8 - опори. До складу корпуса апарата входять також днище та кришки, які приєднуються до обичайки і часто виконуються з однакового матеріалу. Труби, переважно циліндричні й у більшості випадків із пластичних матеріалів, у хімічному апаратобудуванні мають дуже широке застосування. Одним з основних елементів таких апаратів є трубчатки, що представляють собою перегородки, в яких закріплюються труби і якими трубний простір відокремлюється від міжтрубного.При виборі матеріалів для апаратів, що працюють під тиском при низьких і високих температурах, необхідно враховувати, що механічні властивості матеріалів істотно змінюються в залежності від температури. Беручи до уваги властивості і параметри (температура, тиск) робочих середовищ в апараті для виготовлення металевих елементів апарата, які контактують з оброблювальними середовищами (теплоносіями) використовуємо сталь 12Х18Н10Т ГОСТ 5632-72.Під фізичним вибухом розуміють миттєву дію сили раптового адіабатичного розширення газу (пару), яке супроводжується виділенням механічної енергії і створенням вибухової хвилі. Причинами аварій можуть бути: невідповідність конструкції максимально допустимому тиску і температурному режиму; перевищення тиску в апараті; зниження механічної міцності апарата (корозія, внутрішні дефекти металу, місцеве перегрівання); відсутність необхідного технічного нагляду. Відповідно до стандарту ГОСТ 12.2.003-91 виробниче обладнання повинно забезпечувати вимоги безпеки при монтажі, експлуатації, ремонті, транспортуванні і зберіганні, при використанні окремо або в складі комплексів та технологічних систем. Виробниче обладнання в процесі експлуатації неповинно забруднювати навколишнє середовище викидами шкідливих речовин вище встановлених норм; повинно бути пожежо-та вибухобезпечним; неповинно викликати небезпеку в результаті дії вологи, сонячної радіації, механічних коливань, високих та низьких тисків та температур, агресивних речовин і інших факторів. Згідно з вимогами на всі основні групи виробничого обладнання розробляються стандарти вимог, які включають наступні вимоги: а) вимоги безпеки до основних елементів конструкції і системи керування, обумовленні особливостями призначення, пристрою та роботи даної групи виробничого обладнання і його складових частин: попередження або обмеження можливого впливу небезпечних та шкідливих виробничих факторів до регламентованих рівнів;Вихідні дані: речовина, що конденсується - етанол; витрати пари етанолу - 1,7 кг/с; охолоджувальний агент - вода; витрати теплоти крізь зовнішню поверхню теплообмінника складають 3,5 % від корисно витраченої теплоти. Витрати теплоти на конденсацію етанолу складають: Вт, (4.3) де rt = 962567 - теплота конде
План
Зміст
Вступ
1. Найменування та галузь застосування розроблюваного апарата
2. Технічна характеристика
3. Опис та обґрунтування обраної конструкції
3.1 Огляд апаратного оформлення даного та аналогічних технологічних процесів
3.2 Опис та обґрунтування конструкції апарата, його основних вузлів та деталей
3.3 Вибір матеріалів для виготовлення основних вузлів та деталей апарату
3.4 Відповідність розроблювального апарата вимогам техніки безпеки та промислової санітарії
4. Розрахунки, що підтверджують працездатність і надійність конструкції
4.1 Тепловий розрахунок
4.2 Конструктивний розрахунок
4.3 Гідравлічний розрахунок
5. Вибір насоса для перекачування рідини в трубному просторі апарата
Висновки
Перелік посилань
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
