Определение расхода пара и температуры его насыщения. Расчет коэффициентов теплоотдачи и коэффициента теплопередачи. Выбор трубных решеток, способ размещения и крепления в них теплообменных труб и трубных решеток к кожуху. Гидравлический расчет.
Теплообменные аппараты применяются для осуществления теплообмена между двумя теплоносителями с целью нагревания или охлаждения одного из них. Тогда теплообменные аппараты называют собственно теплообменниками. Часто в теплообменных аппаратах в процессе теплообмена происходит изменение агрегатного состояния одного из теплоносителя: конденсация горячего или испарение холодного теплоносителя. Аппараты, применяемые при конденсации горячего теплоносителя, почти не отличаются от других теплообменников. По конструкции различают теплообменники с неподвижными трубными решетками, в которых обе решетки жестко прикреплены к корпусу и трубы не могут свободно удлиняться, и теплообменники с компенсирующими устройствами, в которых трубы могут свободно удлиняться.Целью теплового расчета является определение необходимой площади теплопередающей поверхности, соответствующей при заданных температурах оптимальным гидродинамическим условиям процесса, и выбор стандартизированного теплообменника. Из основного уравнения теплопередачиВ рассматриваемой задаче нагревание воды осуществляется в вертикальном кожухотрубчатом теплообменнике теплотой конденсирующегося водяного пара, поэтому тепловую нагрузку определим по формуле [2] c = 1,03 - коэффициент, учитывающий потери теплоты в окружающую среду.Расход пара определим из уравнения [2, с.190]Цель расчета - определение средней разности температур Dtcp и средних температур теплоносителей тср1 и тср2. Для определения среднего температурного напора составим схему движения теплоносителей.Теплофизические свойства теплоносителей определяем при их средних температурах и заносим в табл. Межтрубное пространство, конденсация пара Средняя температура теплоносителя, 0С Плотность, кг/м3 Теплопроводность, Вт/(м.к) Динамическая вязкость, Па.с тср.I r1 l1 m1 124 939.8 0,686 0,2234.10-3Ориентировочным расчетом называется расчет площади теплопередающей поверхности по ориентировочному значению коэффициента теплопередачи К, выбираемому из [2, табл. Принимаем К = 1500 Вт/(м2•К), тогда ориентировочное значение площади аппарата по формуле (1) Так как в аппарате горячим теплоносителем является пар, то для обеспечения высокой интенсивности теплообмена со стороны воды необходимо обеспечить турбулентный режим движения и скорость течения воды в трубках аппарата w2 » 1,0 м/с [2, с. Необходимое число труб в аппарате n, обеспечивающее такую скорость, определим из уравнения расхода Такому числу труб в одном ходе n=125 шт. и площади поверхности аппарата F = 46.3 м2 по ГОСТ 15118-79 и ГОСТ 15122-79 наиболее полно отвечает двухходовой теплообменник диаметром 600 мм, с общим числом труб 240, числом труб на один ход 120 шт., длиной теплообменных труб 3 м и площадью поверхности F = 57 м2.Приближенным расчетом называется расчет коэффициентов a и К по формулам, не учитывающим влияние температуры стенки теплопередающей поверхности на интенсивность теплоотдачи. Коэффициент теплоотдачи при конденсации водяного пара на пучке вертикальных труб рассчитывается по формуле [1, с. Для расчета процесса теплоотдачи в закрытых каналах при турбулентном режиме движения и умеренных числах Прандтля (Pr <80) рекомендуется уравнение [2, с. отношение, учитывающее влияние направления теплового потока (нагревание или охлаждение) на интенсивность теплоотдачи. Отношение принимаем равным 1, тогда по формуле (5)Диаметр кожуха D = 600 мм по ГОСТ 9617-76. Тип аппарата ТНВ - теплообменник с неподвижными трубными решетками вертикальный. Условное давление в трубах и кожухе - 0,6 МПА. Схема размещения труб - Ш - по вершинам равносторонних треугольников.Цель конструктивного расчета теплообменных аппаратов с трубчатой поверхностью теплообмена - расчет диаметров штуцеров и выбор конструкционных материалов для изготовления аппаратов, трубных решеток, способ размещения и крепления в них теплообменных трубок и трубных решеток к кожуху; конструктивной схемы поперечных перегородок и расстояния между ними; распределительных камер, крышек и днищ аппарата; фланцев, прокладок и крепежных элементов; конструкции компенсирующего устройства, воздушников, отбойных щитков, опор и т.п.Материал выбирают по рабочим условиям в аппарате: температуре, давлениям, химическим свойствам теплоносителей и др.Трубные решетки изготавливаются обычно цельными, вырезкой из листа. Размещение отверстий в трубных решетках и их шаг регламентируется ГОСТ 9929-82. Выбираем способ размещения отверстий под трубки по вершинам равносторонних треугольников (рис. Основные размеры для размещения отверстий под трубы 25 ? 2 мм в трубных решетках выбираем по [2, табл. Количество отверстий в решетках и их число в рядах определяется ГОСТ 15118-79 и для двухходового теплообменника диаметром 600 мм составляет: Число отверстий под трубы в трубных решетках по рядам общееШтуцер представляет собой патрубок с приваренными к нему фланцами и служит для подсоединения аппарата к коммуникациям. Фланцевые штуцеры применяют для труб диаметром более 10 мм.
План
Содержание
Задание
Введение
1. Тепловой расчет
1.1 Определение тепловой нагрузки аппарата
1.2 Определение расхода пара и температуры его насыщения
1.3 Расчет температурного режима теплообменника
1.4 Выбор теплофизических характеристик теплоносителей
1.5 Ориентировочный расчет площади поверхности аппарата. Выбор конструкции аппарата и материалов для его изготовления
1.6 Приближенный расчет коэффициентов теплоотдачи и коэффициента теплопередачи
1.7 Уточненный расчет коэффициентов теплоотдачи. Окончательный выбор теплообменного аппарата
1.8 Обозначение теплообменного аппарата
2. Конструктивный расчет
2.1 Выбор конструкционных материалов для изготовления аппарата
2.2 Выбор трубных решеток, способ размещения и крепления в них теплообменных труб и трубных решеток к кожуху
2.3 Расчет диаметров штуцеров, выбор фланцев, прокладок и крепежных элементов
2.4 Выбор конструктивной схемы поперечных перегородок в межтрубном пространстве теплообменника и расстояния между ними. Отбойник
2.5 Выбор распределительных камер, крышек и днищ аппарата
2.6 Опоры аппарата
2.7 Проверка необходимости установки компенсирующего устройства
3. Гидравлический расчет
4. Экономический расчет
4.1 Суммарные расходы на приобретение, монтаж и эксплуатацию теплообменного аппарата теплообменный температура теплоотдача труба
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
