Расчет теплообменного аппарата - Курсовая работа

Содержание

1 КЛАССИФИКАЦИЯ ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ 3

2 КОНСТРУКТИВНЫЙ ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ 12

3 ПРОВЕРОЧНЫЙ ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ТЕПЛООБМЕННОГО

АППАРАТА 22

4 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТЕПЛООБМЕННОГО

АППАРАТА 24

5 ОЦЕНКА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИТЕПЛООБМЕННОГО АППАРАТА 30

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 31

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 32

Введение (выдержка)

Кожухотрубные теплообменники относятся к поверхностным теплообменным аппаратам рекуперативного типа. Широкое распространение этих аппаратов обусловлено прежде всего надежностью конструкции и большим набором вариантов исполнения для различных условий эксплуатации:

 Однофазные потоки, кипение и конденсация;

 Вертикальное и горизонтальное исполнение;

 Широкий диапазон давлений теплоносителей, от вакуума до 8,0 МПа;

 Площади поверхности теплообмена от малых (1 м2) до предельно больших (1000 м2 и более);

 Возможность применения различных материалов в соответствии с требованиями к стоимости аппаратов, агрессивностью, температурными режимами и давлением теплоносителей;

 Использование различных профилей поверхности теплообмена как внутри труб, так и снаружи и различных турбулизаторов;

 Возможность извлечения пучка труб для очистки и ремонта.

Различают следующие типы кожухотрубных теплообменных аппаратов:

 Теплообменные аппараты с неподвижными трубными решетками (жесткотрубные ТА);

 Теплообменные аппараты с неподвижными трубными решетками и с линзовым компенсатором на кожухе;

 Теплообменные аппараты с плавающей головкой;

 Теплообменные аппараты с U – образными трубами.

Кожухотрубные теплообменные аппараты с неподвижными трубными решетками отличаются простотой конструкции и, следовательно, меньшей стоимостью (рис. 1).

Основная часть (выдержка)

При движении теплоносителей в теплообменных аппаратах возникает гидравлическое сопротивление, которое препятствует движению. На преодоление этого сопротивления расходуется кинетическая энергия потока. Она должна сообщаться жидкости извне насосом, компрессором, вентилятором или другим источником энергии. Цель гидравлического расчета теплообменного аппарата заключается в определении падения давления теплоносителей в трубном и межтрубном пространстве ТА и мощности энергопривода насосов или компрессоров, используемых для прокачки теплоносителей через теплообменный аппарат.

4.1. Расчет падения давления теплоносителей в трубном и

межтрубном пространстве ТА

Падение давления теплоносителя в трубном пространстве ТА определяется из соотношения:

, (4-1)

где pп.тр – падение давления, обусловленное потерями на трение;

pм.с – падение давления, обусловленное местными сопротивлениями;

pнив – падение давления, обусловленное изменением центра тяжести потока;

pуск – падение давления, обусловленное ускорением потока теплоносителя.

Потери на трение рассчитываются по формуле Дарси-Вейсбаха:

Заключение (выдержка)

Данной курсовой работе был произведен технологический и гидравлический расчет теплообменного аппарата. По результатам расчетов был выбран вертикальный кожухотрубчатый аппарат со следующими параметрами: диаметр кожуха внутренний 800 мм, наружный диаметр труб dн = 20 мм, число ходов по трубам nх = 2, площадь проходного сечения f.=6,9 102, м2, площадь поверхности теплообмена F = 130 м2, длина труб l = 3 м.

Произведены проверочные расчеты температур и составлена диаграмма теплоносителей, по результатам расчетов выбранные температуры оказались приблизительно равны заданным и составили , .

По результатам расчета мощности энергопривода перекачивающих устройств были установлены Вт; кВт.

Литература

1. Калинин А.Ф., Головачев В.Л. Расчет и выбор конструкции кожухотрубного теплообменного аппарата. – М.:МИНГ, 1989. – 76 с

2. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача. – М.: Энергия, 1981. – 417 с.

3. Калинин А.Ф., Головачев В.Л. Расчет и выбор конструкции кожухотрубного конденсатора. – М.:ГАНГ, 1996. – 73 с.

4. Калинин А.Ф., Купцов С.М. Домашние задания по теплопередаче. – М.: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2002. – 32 с.

5. Поршаков Б.П., Бикчентай Р.Н., Романов Б.А. Термодинамика и теплопередача (в технологических процессах нефтяной и газовой промышленности). – М.: Недра, 1987. – 349 с.

6. Трошин А.К. Последовательность теплового и гидравлического расчетов теплообменных аппаратов. – М.: МИНГ, 1986. – 27 с.

7. Трошин А.К. Теплоносители тепло-и массообменных аппаратов и их теплофизические свойства. – М.: МИНГ, 1984. – 94 с.

8. Справочник по теплообменникам: в 2 томах. Том 1/С74. Перевод с англ. Под ред. Б.С. Петухова, В.К. Шикова. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 560 с.

Примечания

Чертежи Технологическая схема теплообменника

Чертеж теплообменника + спецификация