Розрахунок кожухотрубного теплообмінника - Курсовая работа

бесплатно 0
4.5 78
Будова та принцип роботи кожухотрубного теплообмінного апарата. Тепловий розрахунок теплообмінника, геометричних розмірів кожуха, днища, фланця. Перевірка міцності і герметичності з’єднань. Способи розміщення та закріплення труб у теплообміннику.

Скачать работу Скачать уникальную работу

Чтобы скачать работу, Вы должны пройти проверку:


Аннотация к работе
У хімічній промисловості широке розповсюдження отримали теплові процеси - нагрівання та охолодження рідин, газів та конденсація парів, що відбуваються у теплообмінних апаратах. Теплообмінниками називаються апарати, що призначені для передачі тепла від одних речовин до інших. Речовини, що приймають участь у процесі передачі тепла називають теплоносіями. Теплоносії, що мають більш високу температуру і віддають тепло прийнято називати нагріваючими агентами, а теплоносії з більш низькою температурою, ніж середовище, від якої вони сприймають тепло - охолоджуючими агентами.Для здійснення процесів теплообміну застосовують різні по конструкції теплообмінники. Теплообмінник “труба у трубі” застосовують головним чином для нагрівання або охолодження в системі рідина-рідина, коли витрати теплоносія незначні і останні не змінюють свого агрегатного стану. Теплота, що перекачується по трубах робочої рідини у цих теплообмінниках відводиться за рахунок нагріву зрошувальної води та частково за рахунок їі випарювання, внаслідок чого витрати води менше у порівнянні з теплообмінниками інших видів. По друге, в цих теплообмінниках у кожуху і трубах виникають температурні напруження. Тому ці теплообмінники застосовують при невеликій різниці температур (менше 50С) кожуха і труби.Заказник повинен до початку монтажу теплообмінника організувати комісію із представників: заказника, заводу - виробника і монтажної організації. Комісія повинна визначити готовність теплообмінника до монтажу, при цьому перевірити: - якість фундаменту і наявність документів о прийманні фундаменту; готовність приміщення де буде монтуватися теплообмінник. результати огляду приміщення оформляються актом с висновками о готовності приміщення до монтажу. Доставити до місця монтажу теплообмінник в упакованому виді (згідно креслень заводу - виробника).Приймаємо, що у міжтрубному просторі знаходиться азот, а у трубах насичений водяний пар. Пар при тиску р=1,6МПА має температуру t=200,4C [4]. Так, як відбувається значне зниження температури азоту у процесі нагрівання, середню температуру розраховуємо за формулою: , (2.2)Приймаємо попередньо коефіцієнт тепловіддачі від пару, що конденсує , а втрати тиску в азоті допускають високі його швидкості у теплообміннику, згідно [3], приймаємо орієнтовне значення коефіцієнта теплопередачі .Обємні витрати азоту визначаємо за формулою: , (2.5) де - густина азоту, . Швидкість азоту у міжтрубному просторі дорівнює: , (2.6) де - площа прохідного перерізу міжтрубного простору, . Величина критерій Рейнольдсу визначаємо за формулою: , (2.7) де - вязкість азоту, ; Критерій Нусельта: , (2.9) де - коефіцієнти, що залежать від розміщення труб, при розміщенні труб по вершинам трикутника с=0,21, n=0,65, - коефіцієнт кута атаки.Для вибору типу теплообмінника розрахуємо напруження, що виникають в його трубах та кожуху. Середня температура стінки труби знаходимо за формулою: , (2.13) де - середня температура стінки труби, , . Так, як у нашому випадку температура труб вище, ніж кожуха, то трубки будуть стиснуті на величину , а кожух розтягнутий на величину і тоді виконується рівність: , (2.14) При цьому зусилля розтягування кожуха дорівнює зусиллю стискання трубок і кожне з цих зусиль дорівнює температурному зусиллю: , (2.15) Так, як матеріал кожуха та трубок однаковий то зусилля визначаємо за формулою: , (2.16) де - площа поперечного перерізу трубок, ;Кожух теплообмінника представляє собою циліндричну обичайку, що навантажена внутрішнім тиском. 2.3 - Розрахункова схема навантаження кожухаРозрахункова товщина стінки циліндричного кожуха, що працює під внутрішнім тиском визначаємо за формулою: , (2.27) де - розрахунковий внутрішній тиск, Па; Гідростатичний тиск визначаємо за формулою: , (2.29) де - прискорення вільного падіння, ; Визначимо допустиме напруження: , (2.31) де - нормативне допустиме напруження при розрахунковій температурі, Па; Пробний тиск при гідроіспитах визначаємо за формулою: , (2.32) де - допустиме напруження для матеріалу при температурі 20 . Визначимо товщина стінки тонкостінної обичайки, що навантажена внутрішнім тиском: , (2.34) де С - сумарна прибавка на товщину, мЕліптичне днище працює під внутрішнім тиском. Розрахункова схема днища приведена на рис.Розрахункова товщина стінки циліндричного кожуха, що працює під внутрішнім тиском визначаємо за формулою: , (2.38) Пробний тиск при гідроіспитах визначаємо за формулою: , (2.39) Допустиме напруження при гідро іспитах визначаємо за формулою: , (2.40) де - мінімальне значення межі текучості при температурі 20 . Визначимо сумарну прибавка на товщину за формулою: , (2.41)З конструктивних міркувань приймаємо =12. З конструктивних міркувань приймаємо мм. З конструктивних міркувань приймаємо мм. З конструктивних міркувань приймаємо 16мм. З конструктивних міркувань приймаємо 525мм.=230МПА [5]. умова міцності виконується. =130МПА [5]. умова міцності виконується. Максимальне напруження фланця, що обмежується розміром : , (2.75) Умова міцності для перерізу фланця, що обмежується розміром

План
Зміст

Вступ

1. Загальна частина

1.1 Техніко-економічне обґрунтування

1.2 Устрій та принцип роботи теплообмінника

1.3 Монтаж теплообмінника

2. Спеціальна частина

2.1 Тепловий розрахунок теплообмінника

2.1.1 Вихідні данні

2.1.2 Попередній тепловий розрахунок

2.1.3 Тепловий розрахунок

2.1.4 Вибір типа теплообмінника

2.2 Розрахунок кожуха

2.2.1 Вихідні данні

2.2.2 Розрахунок геометричних розмірів кожуха

2.3 Розрахунок днища

2.3.1 Вихідні данні

2.3.2 Розрахунок геометричних розмірів днища

2.4 Розрахунок фланцевого зєднання

2.4.1 Конструктивні розрахунки фланця

2.4.2 Розрахунок навантажень, що діють на фланець

2.4.3 Перевірка міцності і герметичності зєднання

Висновок

Література

Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность
своей работы


Новые загруженные работы

Дисциплины научных работ





Хотите, перезвоним вам?