Расчет кожухотрубчатого теплообменника для подогрева воздуха

Автор: Пользователь скрыл имя, 07 Декабря 2011 в 20:20, курсовая работа

Описание работы

Кожухотрубчатый теплообменник является наиболее распространенным аппаратом в следствии компактного размещения большой теплопередающей поверхности в единице объема аппарата. Поверхность теплообмена в нем образуется пучком параллельно расположенных трубок концы которых закреплены в двух трубных досках (решетках). Трубки заключены в цилиндрический кожух, приваренный к трубным доскам или соединенный с ними фланцами. К трубным решеткам крепятся на болтах распределительные головки (днища), что позволяет легко снять их и произвести чистку трубок или в случае необходимости заменить новыми. Для подачи и отвода теплообменивающихся сред в аппарате имеются штуцера. В целях предупреждения смешения сред трубки закрепляются в решетах чаще всего развальцовкой, сваркой или реже для предупреждения термических напряжений с помощью сальников.

Содержание

Введение 3
1. Описание технологической схемы установки 5
2. Описание конструкции аппарата и обоснование его выбора 7
3. Технологический расчет 9
3.1 Определение средней разности температур 9 3.2 Определение средних температур теплоносителей 9
3.3 Нахождение теплофизических свойств индивидуальных компонентов 9
3.4 Определение тепловой нагрузки, расхода пара 10
3.5 Расчет ориентировочной поверхности теплообмена, выбор типа и конструкции теплообменника 11
3.6 Расчет коэффициентов теплоотдачи для трубного и межтрубного пространств 12
4. Выбор диаметра штуцеров и расчет гидравлического сопротивления трубного и межтрубного пространств 15
4.1 Расчет диаметра штуцеров 15 4.2 Расчет гидравлического сопротивления трубного и межтрубного пространств 16
5. Заключение 17
6. Список используемой литературы 18

Работа содержит 1 файл

Введение.doc

— 156.50 Кб (Скачать)

                        d. =  √ 4G / π  ρ ωдоп       

                                         .   

ωдоп – скорость течения пара на входе в штуцер м/с, ωдоп = 20 м/с

                 __________________

d.вх. =   √ 4·0,086/3,14·20·5,996   =0,03 м

Принимаем для входа и выхода воды Dy=32 мм и вылет штуцера l=90мм 

Штуцер  для вывода конденсата. Конденсат  выводится самотеком, допустимую скорость конденсата – (0,1 – 0,5) – 0,4 м/с

 По  уравнению  найдём:

                 ____________________

d.вых = √ 4·0,086/3,14·0,4 · 879,19  = 0,2м 

Принимаем для входа и выхода бензола  Dy=20 мм и вылет штуцера l=80 мм 

Штуцеры для ввода и вывода воздуха  будут одного диаметра. Допустимую скорость принмаем 22 м/с:

                 __________________

d.вх. =   √ 4·1,61/3,14·22·1,069   =0,29 м 

Принимаем для входа и выхода воды Dy=300 мм и вылет штуцера l=140 мм 
 
 
 

4.2 Расчет гидравлического сопротивления трубного и межтрубного пространств

 Скорость  воздуха в трубах:                                                                                      

wтр = 4G/π·D2·ρ = 4·1.61/3.14·0.32·1.029 = 22 м/с. 

 Коэффициент  трения:

,

        где е = 0,2 мм, будем считать что трубы имеют незначительную коррозию.

             

l = 0,25{lg[(0,2/3,7)+(6,81/51372,97)0,9]}-2 = 0,15 
 

Гидравлическое  сопротивление трубного пространства:

= 0,15×3×2×63,342×1,029/(0,016×2) + [2,5(2-1)+2×2]63,342×1,029/2 + 2,15×222×1,029/2 =

= 130282,9 Па  
 

Для насыщенного  пара гидравлическое сопротивление  не считаем, т.к. его значение очень  мало что бы его учитывать в  расчетах. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Заключение

    В ходе работы был спроектирован кожухотрубчатый теплообменник для подогрева воздуха посредством выполнения технологического, гидравлического и механического расчета. В результате был выбран вертикальный кожухотрубчатый теплообменник с поверхностью теплопередачи 23 м2, диаметром кожуха 400 мм, общим числом труб 123 шт и длиной труб 3 м.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список  используемой литературы 

    1. Павлов К.Ф. и др. Примеры и задачи по курсу «Основные процессы и аппараты химической технологии». М.: Альянс, 2005.

    2.   Дытнерский Ю.И. Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по курсовому проектированию. М.: Химия, 1991.

    3. Измайлов В.Д., Филиппов В.В. Учебное пособие «Расчет теплообменных аппаратов». Самара, 2006.

    4. Измайлов В.Д., Филиппов В.В. Справочное пособие «Процессы и аппараты химической технологии». Самара, 2006.

    5. А.Г. Касаткин. Процессы и аппараты химической технологии. 1971, Москва изд. “Химия” с. 784.  

     6.Тимонин А.С. Основы конструирования  и расчета химико-технологического  и природоохранного оборудования: Справ./Моск. гос. ун-т инженер.  Экологии.-2-е изд., перераб. И доп., Калуга:Изд-во Н.Бочкаревой,2002.965 с.

                  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Информация о работе Расчет кожухотрубчатого теплообменника для подогрева воздуха