Тепловой баланс кожухотрубчатого теплообменника

Содержание

 

ВВЕДЕНИЕ

ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС КОЖУХОТРУБЧАТОГО ТЕПЛООБМЕННИКА

ТЕПЛОВАЯ НАГРУЗКА АППАРАТА

РАСЧЕТ ПЛОЩАДИ ТЕПЛООБМЕННИКА и ПОДБОР КОЭФФИЦИЕНТОВ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ

УТОЧНЕННЫЙ РАСЧЕТ ПОВЕРХНОСТИ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ

ПЕРВАЯ ЧАСТЬ ТЕПЛООБМЕНА. КОНДЕНСАЦИЯ ПАРОВ

РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ДЛЯ ТРУБНОГО ПРОСТРАНСТВА (ОБОРОТНАЯ ВОДА)

РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ДЛЯ МЕЖТРУБНОГО ПРОСТРАНСТВА (КОНДЕНСАЦИЯ ПАРОВ)

ВТОРАЯ ЧАСТЬ ТЕПЛООБМЕНА. ОХЛАЖДЕНИЕ КОНДЕНСАТА

СУММАРНАЯ ПЛОЩАДЬ ТЕПЛООБМЕНА

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ КОЖУХОТРУБНОГО ТЕПЛООБМЕННИКА

РАССЧЕТ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ДЛЯ ТРУБНОГО ПРОСТРАНСТВА (ОБОРОТНАЯ ВОДА)

РАССЧЕТ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ДЛЯ МЕЖТРУБНОГО ПРОСТРАНСТВА (КОНДЕНСАЦИЯ ПАРОВ)

РАССЧЕТ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ДЛЯ МЕЖТРУБНОГО ПРОСТРАНСТВА (КОНДЕНСАТ)

МЕХАНИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Кожухотрубчатый теплообменник гидравлический тепловой

Введение

 

Теплообменные аппараты являются составной частью практически всех технологических установок на нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводах. Теплообменные аппараты используют для нагрева, испарения, конденсации, охлаждения, кристаллизации, плавления и затвердевания, участвующих в процессе продуктов, а также как парогенераторы или котлы-утилизаторы.

Среды, используемые для подвода или отвода, тепла называются теплоносителями и хладагентами. В качестве теплоносителей могут быть применены нагретые газообразные, жидкие или твёрдые вещества. Водяной пар как теплоноситель используется главным образом в насыщенном состоянии - как высокого давления, так и отработанный от паровых машин и насосов.

Кожухотрубчатые теплообменники изготовляют с поверхностью теплообмены 11-350 м² для работы под давлением 2-25 атм. Трубные пучки выполняют из стальных трубок диаметром 20 или 25 мм и длиной 2-6 м. Теплообменники этого типа экономичны и имеют минимальное число соединений на прокладках. Основным недостатком таких аппаратов является невозможность механической очистки межтрубного пространства

По способу монтажа различают вертикальные, горизонтальные и наклонные теплообменные аппараты. Вертикальные теплообменники занимают меньше места, но они менее удобны при очистке. На нефтеперерабатывающих заводах наибольшее распространение получили горизонтальные теплообменники.

Основные конструкции и параметры теплообменных аппаратов

Кожухотрубчатые теплообменники.

Кожухотрубчатые теплообменники - наиболее распространённый тип теплообменной аппаратуры. Они могут использоваться в качестве холодильников, конденсаторов и испарителей. По конструкции такие теплообменники представляют собой полую ёмкость цилиндрической формы, называемой кожухом, внутри которой расположен пучок от нескольких десятков до нескольких тысяч труб, называемых теплообменными трубами. Трубы своими концами герметично закреплены в основаниях, называемых трубными решётками и образуют, таким образом, трубное пространство теплообменника. Остальное пространство теплообменника называют межтрубным. Горячий и холодный теплоносители подаются, соответственно, в межтрубное и трубное пространства, прямотоком или противотоком. Теплообмен происходит через стенки теплообменных труб. Такие теплообменники могут быть одно-, двух-, четырёх - и шестиходовыми, устанавливаться горизонтально или вертикально. Поверхность теплообмена их может быть до 1000 м².

 

Тепловая нагрузка аппарата

 

Q - общая тепловая нагрузка конденсатора

 - количество тепла при конденсации насыщенных паров

 - количество тепла при охлаждении конденсата

- расход толуола (по заданию )

- теплота испарения толуола (по табл. ХLV [1]  при =110,8 ⁰С)

 - теплоёмкость конденсата (по рис. XI [1] при )

 - температура конденсации пара толуола, ⁰С

 - температура конденсата на выходе, ⁰С

Расход оборотной воды:

где G -массовый расход

Q - количество теплоты,

- теплоёмкость оборотной воды (по рис. XI [1] при )

- температура на выходе из теплообменника (примем для оборотной воды 35⁰С)

- температура на входе в теплообменник (задано для оборотной воды 15⁰С)

Определяем граничную температуру

Средняя движущая сила   для зоны конденсации насыщенного пара:

Средняя движущая сила   для зоны охлаждения конденсата:

Механические расчеты

 

Расчет толщины обечайки

 

Принимаем толщину обечайки 8 мм

где D - наружный или внутренний диаметр обечайки, м

p - внутреннее избыточное давление, МПа

 - допускаемое напряжение на растяжение для материала обечайки, МН/м² ()

 - коэффициент, учитывающий ослабление обечайки из-за сварного шва, (для стали =1, т.к. берем обечайку, изготовленную из бесшовной трубы)

С_к - запас на коррозию, мм

С_окр - прибавка округления толщины детали до номинального размера, мм

Расчет толщины днищ

 

где R - радиус кривизны в вершине днища, м (для эллиптических днищ R=D с H=0.25D)

, т.к. днище берем днище, изготовленное штамповкой

Принимаем толщину днища 8 мм

Заключение

 

По ГОСТу 15121-79 рассчитан и запроектирован кожухотрубчатый конденсатор-холодильник для насыщенных паров толуола

Параметры кожухотрубчатого конденсатора:

·   площадь поверхности теплообмена

·   запас по поверхности теплообмена

·   диаметр кожуха

·   число ходов

·   трубы 25*2 мм

·   длина труб

·   число труб

·   тепловая нагрузка

·   масса

Параметры паров толуола (межтрубное пространство):

Расход

Температура на входе

Температура на выходе

Гидравлическое сопротивление конденсата

Гидравлическое сопротивление пара

Параметры оборотной воды (трубное пространство):

Расход

Температура на входе

Температура на выходе

Гидравлическое сопротивление воды

Список литературы

1.  Примеры и задачи курсу процессов и аппаратов химической технологии. К.Ф. Павлов, П.Г. Романков, А.А. Носков: М.: ООО «РусМедиаКонсалт», 2004. - 576 с.

2. Основные процессы и аппараты химической технологи. Пособие по проектированию. Под ред. Ю.И. Дытнерского, 3-е изд., стереотипное. М.: ООО ИД «Альянс», 2007 - 496с.

.   А.А. Лащинский. Конструирование сварных химических аппаратов: справочник. - Л.:Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1981. - 382 с., ил.

4. А.Г. Касаткин. Основные процессы и аппараты химической технологии: Учебник для вузов.-10-е изд., стереотипное, доработанное. Перепечатка с изд.1973г.- Москва: ООО ТИД «Альянс», 2004.-753с.;

Содержание

 

ВВЕДЕНИЕ

ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС КОЖУХОТРУБЧАТОГО ТЕПЛООБМЕННИКА

ТЕПЛОВАЯ НАГРУЗКА АППАРАТА