Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Кожухотрубный теплообменник для нагревания смеси ацетон — вода до температуры кипения

КурсоваяПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Конденсаторы предназначены для конденсации насыщенных паров. Обычно конденсацию осуществляют на наружной поверхности пучка труб в межтрубном пространстве. В химической промышленности для нагревания жидкостей и газов за счёт теплоты конденсации насыщенных паров чаще всего используется насыщенный водяной пар. В нашем случае температура горячего теплоносителя (греющего водяного пара) не изменяется… Читать ещё >

Кожухотрубный теплообменник для нагревания смеси ацетон — вода до температуры кипения (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Федеральное агентство по образованию РФ

Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования

«Томский политехнический университет»

Химико-технологический факультет Кафедра ТООС Группа З5Э31

КОЖУХОТРУБЧАТЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК ДЛЯ НАГРЕВАНИЯ СМЕСИ

АЦЕТОН — ВОДА ДО ТЕМПЕРАТУРЫ КИПЕНИЯ

(вариант № 4)

Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине

«Гидравлика и теплотехника»

Руководитель проекта доцент Гусева Ж.А.

Исполнитель проекта студент Кудрявцева Ю.А.

Томск 2007

Федеральное агентство по образованию РФ

Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования

«Томский политехнический университет»

Задание № 4

на расчетную индивидуальную работу по дисциплине

«Гидравлика и теплотехника»

Выдано студенту: Кудрявцевой Ю.А.

1.Тема: Расчет теплообменника кожухотрубчатого

2. Срок сдачи законченной работы

3. Исходные данные к заданию:

Мольная доля р-ра по нк — 40%;

Расход — 22 т/ч;

Начальная температура раствора — 22С;

Давление в трубном пространстве — 1,6 ата;

Раствор — ацетон+вода;

Давление греющего водяного пара подобрать самостоятельно.

  • ВВЕДЕНИЕ
  • 1. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЁТ
  • 1.1 ТЕМПЕРАТУРНЫЙ РАСЧЁТ
  • 1.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕЙ ПРИ СРЕДНИХ ТЕМПЕРАТУРАХ
  • 1.3 ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС
  • 1.4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОРИЕНТИРОВОЧНОЙ ТЕПЛОПЕРЕДАЮЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ И ПОДБОР НОРМАЛИЗОВАННОЙ КОНСТРУКЦИИ ПО СТАНДАРТАМ
  • 1.5 УТОЧНЁННЫЙ РАСЧЁТ ТЕПЛОПЕРЕДАЮЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ
  • 1.6 РАСЧЁТ ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ
  • 2. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ
  • 3. КОНСТРУКТИВНО-МЕХАНИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ
  • 3.1 РАСЧЁТ ТОЛЩИНЫ ОБЕЧАЙКИ
  • 3.2 РАСЧЁТ И ПОДБОР ШТУЦЕРОВ
  • 3.3 РАСЧЁТ ТОЛЩИНЫ ТРУБНОЙ РЕШЁТКИ
  • 3.4 РАСЧЁТ ОПОР АППАРАТА
  • 3.5 РАСЧЁТ И ПОДБОР ДНИЩА И КРЫШКИ АППАРАТА
  • ЗАКЛЮЧЕНИЕ
  • СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Теплопередача — это наука о процессах распространения теплоты. Различают три различных способа переноса теплоты: теплопроводность, конвекцию и тепловое излучение. В реальных установках теплота передаётся комбинированным путём, однако вклад этих трёх составляющих в общий перенос теплоты неодинаков и определяется многими условиями: природой теплоносителя, агрегатным состоянием, температурным и гидродинамическим условиям и т. д.

В промышленности теплообмен между рабочими телами (теплоносителями) происходит в специально сконструированных аппаратах, которые называются теплообменниками. Они должны отвечать определённым общим требованиям: обладать высокой тепловой производительностью и экономичностью, обеспечивать заданные технологические условия процесса, быть просты по конструкции, компактны, обладать современным техническим и эстетическим дизайном, иметь длительный срок службы, соответствовать требованиям СНИП и ведомственным правилам Госгортехнадзора. Особые требования предъявляются к обеспечению надёжности работы аппаратов, возможности автоматического регулирования режимно-технологических параметров и аварийного отклонения.

В химической технологии теплообменные аппараты довольно широко распространены, применяются в различных производствах легкой и тяжелой промышленности. Для обеспечения того или иного технологического процесса применяются различные типы теплообменных аппаратов. Основную группу теплообменных аппаратов, применяемых в промышленности, составляют поверхностные теплообменники, в которых теплота от горячего теплоносителя передается холодному теплоносителю через разделяющую их стенку. Другую группу составляют теплообменники смешения, в которых теплота передается при непосредственном соприкосновении горячего и холодного теплоносителей.

Теплообменные аппараты классифицируются:

1. По назначению:

а) холодильники;

б) подогреватели;

в) испарители;

г) конденсаторы.

2. По конструкции:

— изготовленные из труб:

а) теплообменники «труба в трубе»;

б) оросительные теплообменники;

в) погружные змеевиковые;

г) теплообменники воздушного охлаждения;

д) из оребренных труб;

е) кожухотрубчатые теплообменники.

— с неподвижной трубной решеткой;

— с линзовым компенсатором;

— с плавающей головкой;

— с U-образными трубами.

3. По направлению движения теплоносителя:

а) прямоточные;

б) противоточные;

в) с перекрестным движением.

Кожухотрубчатые теплообменные аппараты используются для практической реализации таких процессов, как нагревание (охлаждение), конденсация и испарение. Соответственно аппараты называются теплообменниками, холодильниками, конденсаторами и испарителями.

Теплообменники предназначены для проведения процесса теплообмена между теплоносителями, которые не изменяют своего агрегатного состояния в процессе теплообмена: это газо-жидкостные и жидкостно-жидкостные аппараты для проведения процессов охлаждения и нагревания.

Холодильники предназначены для охлаждения водой или другими нетоксичными, не пожарои не взрывоопасными хладагентами жидких и газообразных сред. Работают, как правило, в области минусовых температур.

В соответствии с ГОСТ 15 120–79, ГОСТ 15 118–79 и ГОСТ 15 122–79 кожухотрубчатые теплообменники и холодильники изготавливают двух типов: «Н» — с неподвижными трубными решётками и «К» — с компенсатором температурных напряжений на кожухе.

Необходимость использования компенсатора определяется предельно-допустимой разностью температур стенок труб и кожуха, равной 50єС или сравнительно большой длиной теплообменных труб (более 6м).

Конденсаторы предназначены для конденсации насыщенных паров. Обычно конденсацию осуществляют на наружной поверхности пучка труб в межтрубном пространстве. В химической промышленности для нагревания жидкостей и газов за счёт теплоты конденсации насыщенных паров чаще всего используется насыщенный водяной пар.

Испарители предназначены для проведения процессов испарения жидкости при кипении. При этом жидкость кипит в трубах, а в межтрубное пространство подаётся греющий агент. В соответствии со стандартом, кожухотрубчатые испарители в этом случае могут быть только одноходовыми и вертикального исполнения.

Из нашего технического задания (см. выше) следует, что нам надо подобрать кожухотрубчатый теплообменник (подогреватель) для нагревания насыщенным водяным паром смеси этанол-вода до температуры кипения.

Исходя из условий, которые приведены в техническом задании целесообразно назначить теплообменник типа ТНВ (теплообменник с неподвижными трубными решётками, вертикальный) ГОСТ 15 122–79.

Т.к. эти теплообменники используются при температуре жидких и газообразных сред от -70 до +3500С от 0,6 до 16 МПа поверхность теплообмена от 1 до 5000 м2.

Достоинства этого теплообменного аппарата:

а) простота конструкции;

б) непрерывная передача тепла от одного теплоносителя к другому;

в) интенсивный теплообмен.

Недостатки:

а) металлоемкость;

б) температурные деформации;

в) невозможность разборки и чистки трубного пространства.

В итоге для данного процесса необходимо подобрать теплообменник типа ТНВ по ГОСТ 15 122–79 и провести для него тепловой, гидравлический и конструктивно-механический расчёты.

1. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЁТ

1.1 ТЕМПЕРАТУРНЫЙ РАСЧЁТ

В нашем случае температура горячего теплоносителя (греющего водяного пара) не изменяется, а температура холодного теплоносителя (смеси ацетон-вода) увеличивается вдоль поверхности теплопередачи. Зная это, построим температурную диаграмму чистого противотока для нагрева смеси ацетон-вода водяным паром (рис. 1).

Рисунок 1.1 — Температурная диаграмма.

Из рис. 1 видим, что .

На рис. 1.1 — температура горячего, начальная и конечная температуры холодного теплоносителей соответственно.

Т.к. (см. задание на курсовой проект), то нам необходимо найти и .

1) Для нахождения конечной температуры холодного теплоносителя построим диаграмму состояния смеси ацетон-вода в координатах (рис. 1.2). Для этого составим таблицу расчёта (табл. 1.1), основываясь на законах [1]:

Рауля

(1.1)

(1.2)

и Дальтона

(1.3)

где — общее давление смеси; , — парциальные давления низкои высококипящего компонентов соответственно; и — давления насыщенных паров чистых низкои высококипящего компонентов; - мольная доля низкокипящего компонента.

При построении графика учитываем, что ацетон — низкокипящий компонент, а вода — высококипящий.

Таблица 1.1 — Расчёт для построения графика t-x [1]

t, °С

, мм рт. ст.

Pв, мм рт. ст.

П

(из формул 1.1, 1.2 и 1.3)

1,00

0,90

0,75

0,65

0,54

0,47

0,38

0,29

0,25

0,13

0,08

0,00

Мольная доля низкокипящего компонента в смеси ацетон-вода — (см. задание на проект).

По рис. 1.2 определяем, что при .

2) Зададимся давлением греющего пара МПа. Тогда по [1, табл. LVII] .

3) Далее по рис. 1.1 находим, и по формулам (1.5), (1.6) и (1.7) соответственно [2]:

(1.5)

(1.6)

. (1.7)

4) Определим средние температуры теплоносителей — и .

Т. к., то [2]:

(1.8)

. (1.9)

5) Определяем температуры стенок со стороны теплоносителей — и по формулам (1.10) и (1.11) [3]:

(1.10)

. (1.11)

6) Находим температуру плёнки конденсата — по формуле (1.12) [1]:

. (1.12)

1.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕЙ ПРИ СРЕДНИХ ТЕМПЕРАТУРАХ

1) Определяем теплоёмкость холодного теплоносителя при температуре по формуле (1.13) [1]:

Дж/(кг•К), (1.13)

где Дж/(кг•К) и Дж/(кг•К) — удельные теплоёмкости ацетона и воды соответственно при [1, рис. XI].

Необходимо произвести перерасчёт мольной доли в массовую, а именно по формуле [1]:

где г/моль — молярная масса ацетона и г/моль — молярная масса смеси.

2) Определяем плотность холодного теплоносителя при температуре по формуле (1.14) [1]:

кг/м3, (1.14)

где кг/м3 и кг/м3 — плотности ацетона и воды соответственно при [1, табл. IV].

3) Определяем динамический коэффициент вязкости холодного теплоносителя при температуре по формуле (1.15) [1]:

Па· с, (1.15)

где Па· с и Па· с — динамические коэффициенты вязкости ацетона и воды соответственно при [1, табл. IX].

4) Определяем коэффициент теплопроводности холодного теплоносителя при температуре по формуле (1.16) [1]:

Вт/(м· К), (1.16)

где Вт/(м· К) и Вт/(м· К) — коэффициенты теплопроводности ацетона и воды соответственно при [1, рис. X].

5) Определяем теплоёмкость холодного теплоносителя при температуре по формуле (1.17) [1]:

Дж/(кг•К), (1.17)

где Дж/(кг•К) и Дж/(кг•К) — удельные теплоёмкости ацетона и воды соответственно при [1, рис. XI].

6) Определяем динамический коэффициент вязкости холодного теплоносителя при температуре по формуле (1.18) [1]:

Па· с, (1.18)

где Па· с и Па· с — динамические коэффициенты вязкости ацетона и воды соответственно при [1, табл. IX].

7) Определяем коэффициент теплопроводности холодного теплоносителя при температуре по формуле (1.19) [1]:

Вт/(м· К), (1.19)

где Вт/(м· К) и Вт/(м· К) — коэффициенты теплопроводности ацетона и воды соответственно при [1, рис. X].

1.3 ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС

Составим таблицу теплового баланса для нашего процесса (табл. 1.2):

Таблица 1.2 — Таблица теплового баланса

Приход (Вт)

Расход (Вт)

1. С горячим теплоносителем:

;

2. С холодным теплоносителем:

.

1. С горячим теплоносителем:

;

2. С холодным теплоносителем:

;

3. Тепловые потери:

Составляем уравнение теплового баланса:

(1.20)

или

(1.21)

где — тепло, отдаваемое горячим теплоносителем;

— тепло, принятое холодным теплоносителем.

Учитывая, что — удельная теплота конденсация водяного пара при и, а, получаем:

(1.22)

1) Из выражения (1.22) определим тепловую нагрузку аппарата — по формуле (1.23):

Вт, (1.23)

где т/чкг/с (см. задание на проект).

2) Из формулы (1.22) для расхода греющего пара получаем:

кг/с, (1.24)

где Дж/кг [1, табл. LVI].

1.4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОРИЕНТИРОВОЧНОЙ ТЕПЛОПЕРЕДАЮЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ И ПОДБОР НОРМАЛИЗОВАННОЙ КОНСТРУКЦИИ ПО СТАНДАРТАМ

1) Ориентировочно определяем теплопередающую поверхность по формуле (1.25) [4]:

м2, (1.25)

где Вт/(м2· К) — ориентировочное значение коэффициента теплопередачи [1, табл. 4.8];

.

2) Рассчитываем скорость холодного теплоносителя, обеспечивающую турбулентное течение в трубах (), по формуле (1.26) [1]:

м/с, (1.26)

где м — внутренний диаметр труб;

Па· с;

кг/м3.

3) Рассчитываем ориентировочное число труб на один ход трубного пространства для обеспечения турбулизации потока холодного теплоносителя по формуле (1.27) [1]:

(1.27)

где кг/с.

4) По табл. 4.12 выбираем теплообменник со следующими характеристиками конструкции, удовлетворяющими условиям и (табл. 1.3):

Таблица 1.3 — Характеристики теплообменника по ГОСТ 15 118–79[1]

Внутренний

диаметр кожуха, мм

Число труб на один ход,

Длина труб, м

Пов-сть теплообмена, м2

мм

Трубы

мм

Число ходов,

4,0

25x2

1.5 УТОЧНЁННЫЙ РАСЧЁТ ТЕПЛОПЕРЕДАЮЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ

1) Определяем коэффициент теплоотдачи водяного пара по формуле (1.28) [1]:

Вт/(м2· К), (1.28)

где — для водяного пара [1];

Вт/(м· К) — коэффициент теплопроводности конденсата пара при [1, табл. XXXIX];

кг/м3 — плотность конденсата пара при ;

Па· с — коэффициент динамической вязкости конденсата пара при [1, табл. XXXIX];

— общее число труб;

кг/с.

2) Уточняем критерий Рейнольдса для движения холодного теплоносителя по формуле (1.29) [1]:

. (1.29)

3) Определяем критерий Прандтля для холодного теплоносителя при по формуле (1.30) [1]:

(1.30)

где Дж/(кг•К);

Па· с;

Вт/(м· К).

4) Определяем критерий Прандтля для холодного теплоносителя при по формуле (1.31) [1]:

(1.31)

где Дж/(кг•К);

Па· с;

Вт/(м· К).

6) Определяем критерий Нуссельта для холодного теплоносителя при турбулентном течении жидкости по формуле (1.32) [2]:

(1.32)

где [1, табл. 4.3].

7) Определяем коэффициент теплоотдачи холодного теплоносителя по формуле (1.33) [1]:

Вт/(м2· К). (1.33)

8) Определяем расчётный коэффициент теплопередачи по формуле (1.34) [1]:

Вт/(м2•К), (1.34)

где (м2•К) / Втсопротивление загрязнений стенки со стороны горячего теплоносителя [1, табл. XXXI];

2•К) / Вт — сопротивление загрязнений стенки со стороны холодного теплоносителя [1, табл. XXXI];

Вт/(м2•К) — коэффициент теплопроводности стенки трубы [1, табл. XXVIII].

9) Уточняем площадь теплопередающей поверхности по формуле (1.35) [1]:

м2. (1.35)

10) Определяем погрешность расчёта по формуле (1.36) [2]:

. (1.36)

Т. к., то считаем теплообменник подобранным.

1.6 РАСЧЁТ ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ

1) Принимаем — температура стенки кожуха;

— температура поверхности слоя изоляции;

.

2) Рассчитываем коэффициент теплоотдачи в окружающую среду по приближённому уравнению (1.36) [2]:

Вт/(м2•К), (1.36)

где .

3) Рассчитываем толщину слоя тепловой изоляции по формуле (1.37) [2]:

ммм, (1.37)

где Вт/(м2•К) — коэффициент теплопроводности войлока шерстяного [1, табл. XXVIII].

2. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ

Гидравлический расчёт данного кожухотрубчатого теплообменника заключается в определении затрат энергии на перемещение холодного теплоносителя по трубам и подборе центробежного насоса.

1) Рассчитываем объёмный расход (подачу) холодного теплоносителя по формуле (2.1) [5]:

м3/с, (2.1)

где кг/с;

кг/м3.

2) Т. к., то коэффициент трения рассчитаем по обобщённому уравнению (2.2) [5]:

(2.2)

где — относительная шероховатость стенок труб, причём мм — абсолютная шероховатость стенок труб [5];

.

3) Определяем скоростное сопротивление трубного пространства движению холодного теплоносителя по формуле (2.3) [1]:

Па, (2.3)

где м/с — скорость движения холодного теплоносителя в трубном пространстве (формула (1.26)).

4) Определяем скоростное сопротивление в штуцерах теплообменника по формуле (2.4) [1]:

Па, (2.4)

где м/с — скорость движения холодного теплоносителя в штуцерах [1];

м — диаметр условного прохода штуцеров к трубному пространству [6, табл. II.8.];

кг/м3.

5) Определяем потери давления на трения в трубах по формуле (2.5):

Па, (2.5)

где м; м (рис. I);

Вт/(м· К);

;

м.

6) Определяем потери давления на преодоление местных сопротивлений по формуле (2.6) (рис. I):

Па, (2.6)

где — коэффициент сопротивления входной и выходной камер [1];

— коэффициент сопротивления входа и выхода из труб [1];

— коэффициент сопротивления поворота на 180° [1];

— коэффициент сопротивления колена 90° [1, табл. XIII].

7) Определяем потери давления на поднятие столба жидкости на высоту 10 м по формуле (2.7) [1]:

кожухотрубный теплообменник смесь гидравлический

Па. (2.7)

8) Определяем общее гидравлическое сопротивление трубного пространства по формуле (2.8) [1]:

Па. (2.8)

По табл. I.2 выбираем центробежный насос со следующими характеристиками (табл. 2.1):

Таблица 2.1 — Технические характеристики центробежного насоса[6]

Марка

м3

H, м столба жидкости

1/с

Электродвигатель

тип

кВт

X45/21

1,25•10-2

17,3

48,3

0,60

АО2−51−2

0,88

9) Рассчитываем потребляемую мощность электродвигателем насоса по формуле (2.9) [5]:

кВт, (2.9)

где — к.п.д. передачи, т.к. вал двигателя непосредственно соединяется с рабочим колесом насоса.

Что удовлетворяет условию и .

3. КОНСТРУКТИВНО-МЕХАНИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ

3.1 РАСЧЁТ ТОЛЩИНЫ ОБЕЧАЙКИ

Выбираем цилиндрическую обечайку, изготовленную из стали Ст3.

Рассчитаем толщину обечайки по формуле (3.1):

м, (3.1)

где м — внутренний диаметр обечайки;

МПа — внутренне избыточное давление;

МН/м2 — допускаемое напряжение на растяжение для стали Ст3 [6, рис. IV.1];

— коэффициент, учитывающий ослабление обечайки из-за сварного шва;

м — запас на коррозию;

м.

3.2 РАСЧЁТ И ПОДБОР ШТУЦЕРОВ

1) Определяем диаметр условного прохода (внутренний диаметр) штуцеров для подвода горячего теплоносителя (пара) по формуле (3.2) [5]:

м, (3.2)

где м/с [5];

кг/с;

кг/м3.

По округляем до ближайшего большего стандартного значения, т. е. мм.

По табл. 27.1 выбираем штуцер 25 — 200 — А МН 4579−63, а к нему по табл. 27.2 выбираем фланец типа I мм ГОСТ 1235–67.

2) Определяем диаметр условного прохода (внутренний диаметр) штуцеров для отвода конденсата пара по формуле (3.3) [5]:

м, (3.3)

где м/с [5];

кг/с;

кг/м3.

По округляем до ближайшего большего стандартного значения, т. е. мм.

По табл. 27.1 выбираем штуцер 25 — 100 — А МН 4579−63, а к нему по табл. 27.2 выбираем фланец типа I мм ГОСТ 1235–67.

3) Определяем диаметр условного прохода (внутренний диаметр) штуцеров для подвода и отвода холодного теплоносителя по формуле (3.4) [5]:

м, (3.4)

где м/с [5];

кг/с;

кг/м3.

По округляем до ближайшего большего стандартного значения, т. е. мм.

По табл. 27.1 выбираем штуцер 1,6 — 150 — А МН 4579−63, а к нему по табл. 27.2 выбираем фланец типа I мм ГОСТ 1235–67.

3.3 РАСЧЁТ ТОЛЩИНЫ ТРУБНОЙ РЕШЁТКИ

В среднем толщина трубной решётки составляет от 15 до 35 мм.

Толщину трубной решётки рассчитываем ориентировочно по формуле (3.5) [5]:

м, (3.5)

где м.

Принимаем по мм.

Причём, шаг между трубами рассчитываем по формуле (3.6) [6]:

м. (3.6)

Трубы в трубной решётке размещают по вершинам равносторонних треугольников, закрепляя их развальцовкой.

При этом число труб на диаметре решётки определим по общему числу труб:

где .

3.4 РАСЧЁТ ОПОР АППАРАТА

1) Определяем объём трубного пространства по формуле (3.7):

м3, (3.7)

где м;

;

.

2) Определяем объём межтрубного пространства по формуле (3.8):

м3. (3.8)

3) Определяем массу холодного теплоносителя по формуле (3.9):

кг, (3.9)

где кг/м3.

4) Определяем массу корпуса аппарата по формуле (3.10):

кг, (3.10)

где кг/м3;

м.

5) Определяем массу труб по формуле (3.11):

кг. (3.11)

6) Масса всех штуцеров, крышек, фланцев и трубной решётки составляет кг.

7) Рассчитываем вес всего аппарата по формуле (3.12):

Н. (3.12)

8) Т. к. всего у нас четыре опоры, то вес, приходящий на одну опору определим по формуле (3.13):

Н. (3.13)

По табл. 29.2 подбираем стандартные стальные опоры к корпусу аппарата (OB — II — Б — 400 — 6 OH).

3.5 РАСЧЁТ И ПОДБОР ДНИЩА И КРЫШКИ АППАРАТА

Для данного аппарата подбираем по табл. 16.1 два стандартных эллиптических отбортованных стальных днища типа: днище ГОСТ 6533– — 68. Причём толщину днищ выбираем в соответствии с толщиной обечайки.

Для днищ по табл. 21.9. подбираем цельные фланцы типа I мм ГОСТ 1235–67.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

По данному курсовому проекту были произведены тепловой, гидравлический и конструктивно-механический расчёты теплообменного аппарата (подогревателя), необходимого для нагревания смеси ацетон-вода до температуры кипения насыщенным водяным паром.

Вследствие чего по стандартным каталогам (ГОСТ 15 118−79, ГОСТ 15 120–79 и ГОСТ 15 122–79) был выбран кожухотрубчатый вертикальный теплообменник с неподвижными трубными решётками со следующими основными характеристиками [1]:

Внутренний

диаметр кожуха, мм

Число

труб на один ход,

Длина

труб, м

Пов-сть

теплообмена, м2

мм

Трубы

мм

Число

ходов,

4,0

25x2

Рассчитана тепловая изоляция для него: мм — материал: шерстяной войлок.

Для подачи холодного теплоносителя (смесь: ацетон-вода) в аппарат подобран центробежный насос марки Х45/21.

Также подобраны диаметры штуцеров для данного теплообменного аппарата:

· для ввода насыщенного водяного пара — 0,2 м;

· для отвода конденсата — 0,1 м;

· для ввода и отвода смеси ацетон-вода — 0,15 м.

В данном теплообменнике трубы, изготовленные из стали Ст3, расположены по вершинам равносторонних треугольников и закреплены в трубной решётке развальцовкой.

В месте подачи насыщенного водяного пара и отвода конденсата прикреплены два отбойника для предотвращения эрозии и износа труб.

Теплообменник установлен на четыре опоры типа OB — II — Б — 400 — 6 OH.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Павлов К. Ф., Романков П. Г., Носков А. А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Учебное пособие для вузов/Под ред. чл.-корр. АН СССР П. Г. Романкова. — 10-е изд., перераб. и доп. — Л.: Химия, 1987. — 576 с., ил.

2. Методические указания к курсовому проектированию для студентов химико-технологического и заочного энерго-механического факультетов в 2-х частях. — Ч. I. Тепловой расчёт/Гусев В.П., Гусева Ж. А. — Томск: ТПУ, 1996. — 42 с.

3. Кожухотрубный теплообменник. Методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов всех специальностей химико-технологического факультета/А.Г. Пьянков, В. В. Тихонов. — Томск: ТПУ, 2005. — 24 с.

4. Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. Учебник для химико-технологических вузов. — 8-е изд. перераб. — М.: Химия, 1971. — 784 с., ил.

5. Методические указания к курсовому проектированию для студентов химико-технологического и заочного энерго-механического факультетов в 2-х частях. — Ч. II. Гидравлический и конструктивно-механический расчёты/Гусев В.П., Гусева Ж. А. — Томск: ТПУ, 1996. — 32 с.

6. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию/Под ред. Ю. И. Дытнерского. — М.: Химия, 1983. — 272 с., ил.

7. Лащинский А. А., Толчинский А. Р. Основы конструирования и расчёта химической аппаратуры. Справочник/Под ред. инж. Н. Н. Логинова. — 2-е изд. перераб. и доп. — Л.: Машиностроение, 1970. — 752 с., ил.

Показать весь текст
Заполнить форму текущей работой