Курсовая с практикой на тему Расчет теплообменного аппарата

Содержание:

Содержание Введение. 4
1
Теоретическая часть. 5
1.1
Теплообменник типа «труба в трубе». 5
1.2
Конструкция теплообменника «труба в трубе». 6
1.3
Техническое сервисное обслуживание теплообменника «труба в трубе». 7
2
Технологическая схема. 9
3 Материальный расчет. 10
4 Гидравлический расчет. 20
5
Конструктивный расчет. 22
Заключение. 25
Список использованных источников. 26

Введение:

Введение Теплообменник —
это устройство, которое используется для передачи тепла между несколькими
жидкостями, которые могут быть однофазными или двухфазными. В зависимости от
конструкции теплообменника, жидкости могут быть разделены или находиться в
непосредственном контакте.

Теплообменники
классифицируют обычно по двум категориям: по потоку внутри теплообменника (противоток,
сопутствующий поток, поперечный поток, гибриды, такие как перекрестный
противоток и многопроходный поток) и по конструкции (несколько уровней
классификации, первый уровень теплообменников — рекуперативные и регенеративные).
Рекуперативный теплообменник имеет
отдельные пути потока для каждой жидкости, и жидкости текут одновременно через
теплообменник, обмениваясь теплом через стенку, разделяющую пути потока.
Регенеративный теплообменник имеет один путь потока, через который попеременно
проходят горячая и холодная жидкости.

В работе рассматривается расчет теплообменного аппарата
для нагрева 20-%-ого гидроксида натрия (NaOH 20%) до 120 °С насыщенным водяным паром.
Температура горячего теплоносителя – 150 °С; Температура холодного теплоносителя
– 50 °С; Расход холодного теплоносителя – 250 м3/ч.

В качестве конструкции аппарата выбран рекуперативный
кожухотрубный теплообменник двутрубного типа, называемый «труба
в трубе», который может использоваться в технологических процессах для нагревания
или охлаждения сред, например, в нефтехимической и газовой промышленности.  В работе рассматривается конструкция теплообменников типа «труба в трубе»
из-за простоты монтажа с небольшим количеством специального оборудования и
небольшого веса конструкции. Кроме того, преимуществом выбранной конструкции
является соединение к установленным устройствам и наличие небольшого фундамента.

Заключение:

Заключение Целью данного
курсового проекта являлось подбор теплообменника для нагревания раствора гидроксида
натрия с концентрацией 20%, по массе, который поступает в теплообменный аппарат
после выпаривания. Рассмотрен и выбран теплообменник «труба в трубе».

В этой работе
рассмотрена конструкция теплообменника «труба в трубе», в качестве которого теплообменный
аппарат ТТРМ 57/108 (расход 250 м3/ч), изготовленный из труб 57х5
(внутренняя труба) и 108х5 (наружная труба), площадью проходного сечения внутри
теплообменных труб 173 см2 и наружных труб 346 см2,
давлением 1,6 мПа [ТУ 3612-014-00220302-99, ОСТ 26-291].

Выбраны фланцы, привариваемые
встык, с условным
диаметром прохода Dу равным 800 мм, опоры с внутренним диаметром Dв равным 800
мм и прокладки плоские из неметаллического материала – паронита.

Технологический
расчет работы позволил выбрать детальную конструкцию теплообменника и пропускную
способность, которая должна постоянно корректироваться, поскольку в процессе эксплуатации
загрязнение теплообменника приводит к отклонению теплообменника от его
первоначального расчетного состояния. При этом рассчитанное значение гидравлического
сопротивления трубного пространства составило 706 кПа, а гидравлического
сопротивления межтрубного пространства 474 кПа.

Фрагмент текста работы:

1.1
Теплообменник типа «труба в трубе» Теплообменники труба в
труба (часто также называемые «двойными трубами») характеризуются
конструктивной формой, которая придает теплообменнику U-образный вид,
называемый еще как шпилечный теплообменник. В таком теплообменнике можно
использовать любой из передних типов коллекторов, а задний коллектор обычно
является M-типом. Трубки такой конструкции теплообменников допускают
неограниченное тепловое расширение, пучок труб может быть удален для очистки, и
можно достичь небольших зазоров между пучком и оболочкой. Однако, поскольку
внутренняя очистка труб механическим способом затруднена, нормально
использовать этот тип только там, где жидкости со стороны труб чистые.

Принцип работы
теплообменника состоит в следующем. Двухтрубный теплообменник в своей
простейшей форме представляет собой всего лишь одну трубу внутри другой более
крупной трубы. Одна жидкость течет через внутреннюю трубу, а другая — через
кольцевое пространство между двумя трубами. Стенка внутренней трубы является
поверхностью теплопередачи. Трубы обычно удваиваются несколько раз, как
показано на схеме, что бы сделать общий блок более компактным.

Термин «шпильковый
теплообменник» также используется для теплообменника конфигурации на схеме.
Теплообменник с шпилькой может иметь только одну внутреннюю трубу или несколько
внутренних труб, но он всегда будет иметь функцию удвоения. Некоторые
теплообменники рекламируют наличие ребристых труб в шпильке или двухтрубном
теплообменнике. Это всегда будут продольные ребра, а не более распространенные
радиальные ребра, используемые в трубчатом теплообменнике с поперечным потоком.
В конструкции двухтрубного теплообменника важным фактором является тип схемы
течения в теплообменнике. Двухтрубный теплообменник обычно представляет собой
противоток или параллельный поток. Перекрестный поток просто не работает для
двухтрубного теплообменника. Схема течения и требуемая интенсивность
теплообмена позволяют рассчитать логарифмическую среднюю разность температур.
Это вместе с расчетным общим коэффициентом теплопередачи позволяет рассчитать
требуемую площадь поверхности теплопередачи. Затем можно определить размеры
труб, длину труб и количество изгибов.