Расчет кожухотрубчатых теплообменных аппаратов с неподвижными трубными решетками — КиберПедия 

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...

История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...

Расчет кожухотрубчатых теплообменных аппаратов с неподвижными трубными решетками

2017-12-09 336
Расчет кожухотрубчатых теплообменных аппаратов с неподвижными трубными решетками 0.00 из 5.00 0 оценок
Заказать работу

Конструкция теплообменников жесткого типа характеризуется тем, что их трубные решетки приварены к корпусу аппарата, а трубки развальцованы в решетках. Как было сказано ранее эти теплообменники применяются при сравнительно малой разности температур между теплоносителями в трубном и межтрубном пространствах (не более 50°С). Возникающие температурные напряжения в корпусе и трубках из-за разницы температур их стенок могут привести к нарушению плотности в местах развальцовки.

Представляет интерес определение температурных напряжений в трубках и корпусе данных теплообменников.

При вычислении температурных напряжений в трубках предполагаем, что нагрузка от температурных деформаций одинаково распределена по всем трубкам. Кроме того, деформацией решеток и гибкостью трубок пренебрегаем. Введем обозначения (индекс «т» свидетельствует, что данная величина относится к трубкам, индекс «к» – к корпусу):

lК, lТ – длина корпуса и трубок;

αТ, αК – коэффициенты теплового линейного расширения трубок и корпуса;

ЕТ, ЕК– модули упругости материала трубок и корпуса;

tТ, tK– температуры трубок и корпуса при эксплуатации;

DH, DB– диаметры корпуса, наружный и внутренний;

dН, dВ–диаметры трубки, наружный и внутренний;

n– число трубок;

SК– толщина стенки корпуса;

AТ– площадь поперечного сечения металла всех трубок;

AК– площадь поперечного сечения стенки корпуса.

Рассмотрим случай, когда tТ>tКи αТ, > αК (рисунок 7.1). Если бы трубки и корпус не были жестко соединены друг с другом, то могли свободно расширяться. При этом при нагревании трубки удлинились бы больше, чем корпус, на величину δ (рисунок 7.2, положение I и II), которая в этом случае определяется по формуле

(7.1)

Эта величина получится из-за разности коэффициентов теплового расширения при нагреве трубок и корпуса до температуры корпуса, а также вследствие дальнейшего нагрева трубок до температуры tТ.

Рисунок 7.2.1 – Схема температурных деформаций трубок и корпуса теплообменника. 1 – корпус; 2 – трубка.

 

 

Поскольку длины трубок и цилиндрической обечайки корпуса равны между собой, то есть , можно записать

(7.2)

В действительности корпус и трубки жестко связаны между собой. При нагревании целостность конструкции не должна нарушаться. Для ликвидации зазора δ трубки будут сжаты на , а корпус растянут на величину (рисунок 7.2, положение III), то есть

(7.3)

В результате в трубках возникают сжимающие усилия NT, а в корпусе – растягивающие усилия NK, и в рассматриваемом случае каждое из этих усилий равно температурному расширению Nt, причем для жесткой конструкции должно выполняться равенство

(7.4)

Значения и определяются по закону Гука из следующих зависимостей:

, (7.5)

. (7.6)

Подставляя в формулу (7.3) выражения деформаций по формулам (7.2), (7.5) и (7.6) находим силу Nt

(7.7)


Поделиться с друзьями:

История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...

Архитектура электронного правительства: Единая архитектура – это методологический подход при создании системы управления государства, который строится...

Биохимия спиртового брожения: Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, - при котором сахар превращается...

Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...



© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!

0.007 с.