Реферат Розрахунок кожухотрубного теплообмінника

ід стінок труб до води.

Для цього необхідно вибрати рівняння подоби виду

Nu = ARe m Pr n (11)

Залежно від величини числа Re визначають режим течії рідини і вибирають рівняння подоби.

(12)

Тут w = 1 м/с - середня швидкість руху води в трубному просторі на 1 хід;

d вн = 0,025 - 2 0,002 = 0,021 м - внутрішній діаметр труби;

При Re> 10 4 маємо стійкий турбулентний режим руху води. Тоді:

Nu = 0,023 Re 0,8 Pr 0,43 (13)

Число Прандтля характеризує співвідношення фізичних параметрів теплоносія:

== 3,28. (14)

== 2309 Вт/(м 2 К)

Зіставляємо отримане значення К з межами для коефіцієнта теплопередачі, які були вказані в п 1.

Визначаємо площу поверхні теплообміну з основного рівняння теплопередачі за формулою (3):

== 29 м 2 .

Знову за таблицею 4 вибираємо стандартний теплообмінник:

площа поверхні теплообміну F = 31 м 2 ,

діаметр кожуха D = 400 мм,

діаметр труб d = 25? 2 мм,

число ходів z = 2,

загальне число труб N = 100,

довжина (висота) труб H = 4 м.

Запас площі

(запас площі повинен бути в межах 5 ... 25%).

4. Механічний розрахунок теплообмінника

При розрахунку на внутрішній тиск товщина стінки корпусу пЃ¤ до перевіряється за формулою:

+ С, (16)

Приймаються нормалізовану товщину стінки 8 мм.

Трубні решітки виготовляються з листової сталі. Товщина сталевих трубних решіток береться в межах 15 ... 35 мм. Вона вибирається в Залежно від діаметра развальцованних труб d н і кроку труб пЃґ.

Відстань між осями труб (крок труб) П„ вибирають в Залежно від зовнішнього діаметра труб d н :

П„ = (1,2 ... 1,4) В· d н , але не менше ніж П„ = d н + 6 мм. p> При розрахунку фланцевих з'єднань задаються розміром стягивающего болта. Приймаються у фланцевому з'єднанні для апаратів з діаметром D в = 400 ... 2000 мм сталевий болт М16. br/>

, (18)

де D б = D н + 2L.

= 22,5 шт.

L = 25 мм приймаємо конструктивно так, щоб зручно було працювати ключем на фланцях. Число болтів фланцевого з'єднання беруть кратним чотирьом (n б = 4, 8, 12, ...). Остаточно n б = 24. br/>
В 

Рис. 4. Фланцеве з'єднання

(19)

пЃі доп =, звідки h =.

h == 25,5 мм.

Приймаються товщину фланців h = 25 мм.

5. Визначення діаметрів штуцерів

Діаметр штуцера (умовний прохід d у ) на вході і виході теплоносіїв визначають за формулою:

(20)

де V - секундний об'ємна витрата рідини або пари в штуцері, м 3 /с;

w - середня швидкість рідини або пари в штуцері, м/с.

Швидкості руху робочих середовищ в трубах штуцерів лежать в межах:

- для рідин w = (1 ... 3) м/с;

- для конденсату пари, що гріє w = (1 ... 2) м/с;

- для пара w = (35 ... 40) м/с

Величина V або задана, або визначається через масовий витрата G і щільність середовища.

Так для пара з витратою D, кг/с м 3 /с,

для води м 3 /с,

де ПЃ в = 985,5 кг/м 3 щільність води при її середній температурі 55 0 С,

для конденсату м 3 /с,

де ПЃ в = 926 кг/м 3 щільність конденсату (Води) при температурі плівки конденсату 140 0 С.

Діаметр штуцера для пару:

d уп == 0,21 м.

Діаметр штуцера для води:

d ув == 0,127 м.

Діаметр штуцера для конденсату:

d ук == 0,05 м

За знайденим значенням d у приймаємо нормалізовані штуцери найближчого зовнішнього діаметра d н :

Для води 140 мм

Для пара 224 мм

Для конденсату 64 мм.

Так як середня різниця температур становить 85 0 С, що більше допустимої різниці 30 0 С для теплообмінників жорсткої конструкції, приймаємо теплообмінник з температурним компенсатором типу ТК.

Таблиця 1. Фізичні параметри води на лінії насичення

р,

кгс/см 2

t, п‚° C

пЃІ

кг/м 3

i,

В 

с,

В 

пЃ¬ пѓ— 10 2 ,

В