Кожухотрубчатый теплообменник
Конденсаторы — для конденсации и охлаждения парообразных сред пресной, морской водой или другими хладагентами с температурой конденсируемой среды в кожухе от 0 до +300оС (типы КН и КК) и от 0 до +400оС (тип КП) и температурой охлаждаемой среды в трубах от -20 до +60оС. Холодильники — для охлаждения различных жидких или газообразных сред пресной, морской водой или хладагентами с температурой… Читать ещё >
Кожухотрубчатый теплообменник (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Камчатский государственный технический университет»
Кафедра «Технологические машины и оборудование»
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ по дисциплине:
«Процессы и агрегаты нефтегазовых технологий»
Выполнил: студент гр. 11 ТМБ ФЗО И. С. Моторыкин Петропавловск-Камчатский, 2014
Введение
Кожухотрубчатые теплообменники (рис.1) предназначены для нагрева, охлаждения, конденсации и испарения жидких и газообразных сред в технологических процессах нефтяной, химической, биохимической, нефтехимической и газовой отраслях промышленности.
По назначению аппараты делятся на теплообменники (Т), холодильники (Х), конденсаторы (К) и испарители (И).
По конструкции — на аппараты с неподвижными трубными решетками (тип Н), с температурным компенсатором на кожухе (тип К), с плавающей головкой (тип П) и с U-образными трубами (тип У).
Теплообменники предназначены для нагрева и охлаждения различных сред с температурой теплообменивающихся сред от -30 до +350оС (типы ТН и ТК) и от -30 до +450оС (типы ТП и ТУ).
Холодильники — для охлаждения различных жидких или газообразных сред пресной, морской водой или хладагентами с температурой охлаждаемой среды в кожухе от 0 до +300оС (типы ХН и ХК) и от 0 до +400оС (тип ХП) и температурой охлаждаемой среды в трубах от -20 до +60оС.
Конденсаторы — для конденсации и охлаждения парообразных сред пресной, морской водой или другими хладагентами с температурой конденсируемой среды в кожухе от 0 до +300оС (типы КН и КК) и от 0 до +400оС (тип КП) и температурой охлаждаемой среды в трубах от -20 до +60оС.
Испарители — для нагрева и испарения различных жидких сред с температурой греющей и испаряемой сред от — 30 до +350оС (типы ИН и ИК) и от -30 до 450оС (типы ИП и ИУ).
Холодильные конденсаторы (тип КТ) — для сжижения хладагента в аммиачных и углеводородных (пропан, пропилен) холодильных установках общепромышленного назначения, работающих в пределах температур конденсируемого хладагента от 0 до +100оС, при температуре охлаждающей среды от -20 до +50оС.
Холодильные испарители (тип ИТ) — для охлаждения воды и растворов давлением до 0,6 МПа в аммиачных и углеводородных (пропан, пропилен) холодильных установках общепромышленного назначения, работающих в пределах температур насыщения от +40 до -40°С; жидких технологических сред давлением 1−2,5 МПа в установках, работающих в пределах насыщения от +40 до -60°С.
Теплообменные аппараты типов П и У применяют при значительной разности температур стенок кожуха и труб, а также в случае необходимости механической чистки трубного пучка снаружи.
Теплообменные аппараты различают по:
расположению — вертикальными (типы Н, К и П) и горизонтальными (типы Н, К, П и У);
числу ходов в трубном пространстве — одноходовыми — (типы Н и К), двухходовыми (типы Н, К, П и У), четырехходовыми (типы Н, К и П) и шести ходовыми (типы Н, К и П);
компоновке — одинарными и сдвоенными;
материалу основных узлов и деталей — с деталями трубного и межтрубного пространств из углеродистой или коррозионностойкой стали; с деталями трубного пространства из коррозионностойкой стали, а межтрубного пространства — из углеродистой стали; с трубами из латуни или алюминиево-магниевого сплава и деталями межтрубного пространства из углеродистой стали.
Теплообменные аппараты изготовляют с кожухами диаметром 159; 273; 325; 400; 426; 630; 800; 1000; 1200 и 1400 мм (для типов Н и К); 1600; 1800 и 2000 мм (для типа Н); 325; 400; 426; 500; 530; 600; 630; 800; 1000; 1200 и 1400 мм (для типов П и У) и 800; 1000; 1200; 1600; 2400; 2600 и 2800 мм (для испарителей типов П и У).
Для стандартных теплообменных аппаратов типов Н и К применяют трубы 20Ч2 и 25Ч2 мм; для аппаратов типа П —трубы 20Ч2, 25Ч2 и 25Ч2,5 мм; для аппаратов типа У — трубы 20Ч2 мм.
В кожухотрубчатых теплообменных аппаратах с неподвижными трубными решетками и с температурным компенсатором на кожухе трубы расположены по вершинам равностороннего треугольника.
В кожухотрубчатых теплообменниках с U-образными трубами, теплообменниках и холодильниках с плавающей головкой трубы расположены по вершинам квадрата или равностороннего треугольника; в конденсаторах с плавающей головкой — по вершинам равностороннего треугольника; в испарителях с паровым пространством — по вершинам квадрата. Трубы в трубных решетках крепят методом развальцовки или обварки с подвальцовкой
К кожухотрубчатым теплообменным аппаратам с плавающей головкой относятся теплообменники, холодильники, конденсаторы типов ТП, ХП, КП и их модификации.
К кожухотрубчатым теплообменным аппаратам с U-образными трубами относятся теплообменники типа ТУ и их модификации.
Аппараты предназначены для теплообмена жидких и газообразных сред в технологических процессах нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической, нефтяной, газовой и других отраслях промышленности.
Задание Рассчитать кожухотрубчатый теплообменник для охлаждения 520м3/ч (при нормальных условиях) природного газа от t1н. = 46 °C до
t1к =13°С.
Состав природного газа (при нормальных условиях):
Компонент | Объем, м3 | Объемный состав, % | |
Метан (СН4) | 444,6 | 85,5 | |
Этан (С2Н6) | 45,24 | 8,7 | |
Бутан (С4Н10) | 20,28 | 3,9 | |
Пропан (С3Н8) | 9,88 | 1,9 | |
Итого: | 520,0 | 100,0 | |
Давление природного газа pабс =23атм. Хладагентом является тот же газ под тем же давлением, но с температурой, изменяющейся от -35 до +20°С.
Дtм = t1н — t2к =46 — 20 = 26єС;
Дtб = t1к — t2н =13 — (- 35) =48єС.
Средняя разность температур:
где Дtб — большая разность температур, єС;
Дtм — меньшая разность температур, єС.
Для приближенного расчета тепловых напряжений найдем среднеарифметическую температуру того теплоносителя, абсолютное изменение температур которого наименьшее. Так, если:
то средняя разность температур теплого природного газа:
Среднюю температуру другого теплоносителя, холодного природного газа, определим по формуле:
I. Тепловая нагрузка Подсчет тепла, выделяемого при охлаждении природного газа от 46 до 13 °C, ведется по отдельным компонентам.
Принятые в дальнейшем плотности газов в кг/м3 (при 0°Си 760 мм рт. ст.) по приложению I:
Компонент | Плотность, кг/м3 | |
Метан (СН4) | 0,72 | |
Этан (С2Н6) | 1,36 | |
Бутан (С4Н10) | 2,673 | |
Пропан (С3Н8) | 2,02 | |
Массовое количество газов:
Компонент | Объем, м3 | Плотность, кг/м3 | Массовое количество газов, кг/ч | |
Метан (СН4) | 444,6 | 0,72 | 320,112 | |
Этан (С2Н6) | 45,24 | 1,36 | 61,5 | |
Бутан (С4Н10) | 20,28 | 2,673 | 54,2 | |
Пропан (С3Н8) | 9,88 | 2,02 | 19,96 | |
Итого: | 455,8 | |||
Охлаждение метана где — количество метана, кг/ч.;
— теплоемкость метана при 29 °C, Дж/(кг· град).
Дж/(кг· град), (рис. 5).
— начальная температура смеси, °С.;
— конечная температура смеси, °С.
Охлаждение этана:
где — количество этана, кг/ч, кг/ч;
— теплоемкость этана при 29 °C, Дж/(кг· град),
Дж/(кг· град), (рис. 5).
— начальная температура смеси, °С.;
— конечная температура смеси, °С.
Охлаждение бутана:
где — количество бутана, кг/ч.;
— теплоемкость бутана при 29 °C, Дж/(кг· град),
Дж/(кг· град), (рис. 5).
— начальная температура смеси, °С.;
— конечная температура смеси, °С.
Охлаждение пропана:
где — количество пропана, кг/ч.;
— теплоемкость пропана при 29 °C, Дж/(кг· град),
(Дж/(кг· град), (рис. 5).
— начальная температура смеси, °С.;
— конечная температура смеси, °С.
Общее количество тепла, передаваемое в теплообменнике:
Qобщ = qСН4 + qС2Н6 + qС4Н10+ qС3Н8 =
=6749+1071,6+894,4+457,4=9172,4 Вт.
Определение физических констант охлаждаемого газа.
Плотность смеси при нормальных условиях:
— массовое количество газов, кг/ч;
— количество природного газа, поступающего на охлаждение в теплообменник, м3/ч.
Плотность смеси при рабочих условиях (t = 29 °C и атм):
где — давление природного газа в рабочих условиях, атм;
— температура при нормальных условиях, ;
— давление при нормальных условиях, р0 = 760 мм рт.ст. = 101 300 Н/м2 = 1 атм;
— средняя разностьтемператур теплого природного газа, °К.
Определим теплоемкость смеси при 29 °C.
Влияние давления не учитываем, так как при 23атм. оно незначительно (например, теплоемкости воздуха при 1 и 6 атм отличаются всего лишь на 1%
Теплоемкость смеси:
где — общее количество тепла, передаваемое в теплообменнике, Вт;
— массовое количество газов в кг;
— начальная и конечная температуры природного газа, °C.
Дж/(кг· град).
Определим вязкость смеси:
Влияние давления не учитываем, так как оно незначительно (например, при изменении давления от 1 до 20 атм, вязкость воздуха увеличивается всего лишь на 2%
Таким образом, вязкость смеси:
где — динамический коэффициент вязкости при 29 °C, Н· сек/м2·10−7или спз· 10−4: для метана = 111,7, для этана = 89,7, для бутана = 76,33 и для пропана = 83
После подстановки получаем:
Определим критерий Прандтля.
Наибольший процент в смеси составляют многоатомные газы. Принимаем приближенное значение критерия Прандтля для смеси такое же, как и для метана:
Определим теплопроводность смеси.
Величину теплопроводность смеси (лсм) находим из выражения критерия Прандтля:
где — критерий Прандля для смеси;
— теплоемкость смеси, Дж/(кг· град);
— вязкость смеси, Н· сек/м2.
т/(м· град).
Определение физических констант нагревающегося газа и его числового расхода.
Нагрев метана:
где — количество метана, кг/ч.;
— теплоемкость метана при -7,1°C,
Дж/(кг· град, Дж/(кг·град), (рис. 5).
— средняя температуру холодного природного газа, °С.
Нагрев этана:
где — количество этана, кг/ч.кг/ч;
— теплоемкость этана при -7,1°C, Дж/(кг· град),
Дж/(кг· град), (рис. 5).
— средняя температуру холодного природного газа, °С,.
Нагрев бутана:
где — количество бутана, кг/ч.;
— теплоемкость бутана при -1,2°C, Дж/(кг· град),
Дж/(кг· град), (рис. 5).
— средняя температуру холодного природного газа, °С,;
Охлаждение пропана:
где — количество пропана, кг/ч.;
— теплоемкость пропана при -7,1°C, Дж/(кг· град),
(Дж/(кг· град), (рис. 5).
— средняя температуру холодного природного газа, °С,.
Общее количество тепла, передаваемое в теплообменнике нагревающемуся газу:
Теплоемкость нагревающегося газа при средней температуре -7,1°C (аналогично расчету при 19°C):
где — общее количество тепла, передаваемое в теплообменнике нагревающемуся газу, Вт;
— массовое количество газов в кг;
— средняя температуру холодного природного газа, °С,
Дж/(кг· град).
Расход нагревающегося газа:
где — общее количество тепла, передаваемое в теплообменнике, Вт;
— Теплоемкость нагревающегося газа при средней температуре -1,2°C;
— начальная нагревающегося газа, °С, ;
— конечная нагревающегося газа, °С,.
.
В том числе:
Расход метана где — массовое количество газа, кг/ч;
— расход нагревающегося газа, кг/ч;
— массовое количество газов, кг/ч.
.
Расход этана
.
Расход бутана
.
Расход пропана
.
Плотность смеси при давлении pабс = 23атм:
где — давление смеси в рабочих условиях, атм;
— температура при нормальных условиях, ;
— давление при нормальных условиях, р0 = 760 мм рт.ст. = 101 300 Н/м2 = 1 атм;
— плотность смеси при нормальных условиях, кг/м3;
— средняя разность температур холодного газа, °К.
Вязкость смеси при -7,1°C (аналогично расчету при 15°C):
где — динамический коэффициент вязкости при -7,1°C, Н· сек/м2·10−7или спз· 10−4. Определим методом интерполяции, используя данные, приведенные в таблице 2: для метана = 111,7, для этана = 93,7, для бутана = 76,33 и для пропана = 83.
, , — объемные доли компонентов;
, , — молекулярные массы компонентов;
, , — критические температуры, °К.
Значения для различных газов приведены в таблице 3.
После подстановки получаем:
Критерий Прандтля Принимаем приближенное значение критерия Прандтля для смеси такое же, как и для метана.
Величину теплопроводность смеси (лсм) находим из выражения критерия Прандтля:
где — критерий Прандля для смеси;
— теплоемкость нагревающегося газа при средней температуре
— 7,1°C, Дж/(кг· град);
— вязкость смеси при средней температуре -7,1°C, Н· сек/м2.
Вт/(м· град).
Определение коэффициента теплоотдачи для трубного пространства.
Принимаем, что охлаждаемый газ в количестве 455,8 кг/ч пойдет в трубном пространстве, а нагревающийся газ — в межтрубном; при этом для повышения теплоотдачи в межтрубном пространстве устанавливаются поперечные перегородки.
Допустим, что в трубном пространстве будет достигнуто значение критерия Рейнольдса, соответствующее развитому турбулентному режиму, т. е. Re = 30 000. Определим необходимое число труб Ш25Ч2 мм.
В выражение где — скорость потока, м/с;
— линейный размер, м. Здесь внутренний диаметр трубы 0,021 м;
— плотность, кг/м3;
— динамический коэффициент вязкости, Н· сек/м2. В данном случае для природного газа при средней температуре 29 °C;
подставим значение скорости:
где — массовое количество газов, кг/ч, и определим необходимое количество труб:
Принимаем штук.
Скорость в трубном пространстве при :
где — массовое количество газов, кг/ч,
— плотность смеси при давлении pабс = 23атм;
— площадь поперечного сечения трубного пространства, м2:
Критерий Рейнольдса:
где — скорость потока, м/с;
— линейный размер, м. Здесь внутренний диаметр трубы 0,021 м;
— плотность смеси, кг/м3;
— вязкость смеси при -7,1°C, Н· сек/м2,
Для трубного пространства при развитом турбулентном течении критерий Нуссельта:
где — поправочный коэффициент, учитывающий влияние на коэффициент теплоотдачи отношения длины трубы L к ее диаметру (при турбулентном режиме); (см. табл. 4).
Коэффициент теплоотдачи для трубного пространства:
где — теплопроводность охлаждаемого газа.
Определение коэффициента теплоотдачи для межтрубного пространства.
Принимаем теплообменник D = 400 мм с поперечными перегородками в межтрубном пространстве (табл. 5).
Расстояние между перегородками примем h = 300 мм.
Площадь поперечного сечения между соседними перегородками, считая по диаметру кожуха (рис. 8):
Таблица Расстояния между сегментными перегородками в межтрубном пространстве [9]
Диаметр корпуса теплообменного аппарата, мм | Расстояние между перегородками, мм | Диаметр корпуса теплообменного аппарата, мм | Расстояние между перегородками, мм | |
где — расстояние между перегородками, м;
— диаметр кожуха теплообменника, м;
— диаметр трубок, м.
Скорость газа при поперечном обтекании, считая по диаметру кожуха:
где — расход нагревающегося газа, кг/ч;
— плотность смеси нагревающегося газа, кг/м3;
— площадь поперечного сечения между перегородками, м2,
Критерий Рейнольдса:
где — вязкость смеси нагревающегося газа при -1,2°C, Н· сек/м2·10−7;
— скорость газа при поперечном обтекании, м/с;
— плотность смеси нагревающегося газа, кг/м3;
— диаметр трубок, м.
Для теплоотдачи при поперечном обтекании шахматного пучка труб критерий Нуссельта определяется по уравнению:
где и — критерии Рейнольдса и Прандтля соответственно;
— коэффициент, учитывающий влияние угла атаки ц. Значения коэффициента приведены в табл.
Таблица Значение коэффициента, учитывающего влияние угла атаки ц
ц,° | ||||||||||
0,98 | 0,94 | 0,88 | 0,78 | 0,67 | 0,52 | 0,42 | ||||
Коэффициент теплоотдачи для межтрубного пространства:
где — теплопроводность нагревающегося газа.
Коэффициент теплопередачи:
где , — коэффициенты теплоотдачи для трубного и межтрубного пространства соответственно, Вт/(м2· град);
— толщина стенки трубы, м.
— теплопроводность стали, Вт/(м2· град) (см. табл.7), Вт/(м2· град);
— загрязнение по обе стороны трубки, Необходимая поверхность теплообмена:
где — общее количество тепла, передаваемое в теплообменнике, Вт;
— коэффициент теплопередачи, Вт/(м2· град);
— средняя разность температур, град.
Принимаем один теплообменник с поверхностью теплообмена 15,4 м² (Прил. II).
Допускается как правило, превышение стандартной поверхности нормализованного теплообменника над расчётной не более чем 20%.
II. Расчёт тепловой изоляции Целью расчёта тепловой изоляции является определение необходимой толщины слоя теплоизоляционного материала, покрывающего наружную поверхность теплообменника с целью снижения тепловых потерь и обеспечения требований безопасности и охраны труда при обслуживании теплоиспользующих установок. Температура поверхности слоя изоляции не должна превышать 45 °C.
Расчёт толщины теплоизоляционного слоя материала проводят по упрощённой схеме, используя следующие уравнения [8]:
так как, то из этого следует:
где — коэффициент теплоотдачи в окружающую среду, Вт/мІ· К;
— толщина материала изоляции, мм;
— коэффициент теплопроводности материала изоляции, Вт/м· К,);
, — соответственно температуры наружной стенки аппарата, окружающей среды, наружной поверхности теплоизоляционного материала, °С.
Коэффициент теплоотдачи, который определяет суммарную скорость переноса теплоты конвекций и тепловым излучением для аппаратов, находящихся в закрытых помещениях, при температуре до 150 °C можно рассчитать по приближённому уравнению:
Выбираем теплоизоляционный материал — стеклянная вата.
Задаём температуры:
= 30 °C,
= 20 °C,
=25°С,
= 0,05 Вт/м· К Рассчитаем значение коэффициента теплоотдачи:
Найдём толщину материала изоляции:
III. Гидравлический расчёт теплообменных аппаратов Основной целью гидравлического расчёта теплообменных аппаратов является определение затрат энергии на перемещение газа через теплообменник и подбор насоса или вентилятора.
В общем случае мощность N (кВт), потребляемая двигателем насоса рассчитывается по уравнению:
где — объёмная производительность, мі/с;
— потеря давления при течении теплоносителя, Па;
— соответственно коэффициенты полезного действия собственно насоса, передаточного механизма и двигателя.
Объемную производительность рассчитаем по формуле:
где — скорость газа в трубном пространстве, м/с, ;
— площадь проходного сечения одного хода по трубам, мІ,
Рассчитываем полное гидравлическое сопротивление потока теплоносителя.
Уравнение для расчёта гидравлического сопротивления трубного пространства кожухотрубчатого теплообменника:
где — коэффициент трения;
— длина труб, м, ;
— число ходов. ;
— диаметр эквивалентный, м;
— скорость газа в трубном пространстве и в штуцерах, м/с;
— плотность газа, кг/мі;
— ускорение свободного падения, м2/с;
— высота подъема смеси, м.
В турбулентном потоке для зоны смешенного трения коэффициент трения рассчитываем по формуле:
где е — относительная шероховатость трубы:
— абсолютная шероховатость трубы (средняя высота выступов микронеровностей на поверхности трубы), мм.
Значения приведены в табл. 10;
— диаметр эквивалентный, мм.
Проверим режим потока в трубном пространстве:
Значение критерия Рейнольдса для трубного пространства, по ранее произведенным расчетам, равно Следовательно, коэффициент трения рассчитаем по формуле:
Определим скорость газа в штуцерах:
где — массовое количество газов, проходящее по трубному пространству, кг/с. ;
— плотность смеси при давлении pабс =23атм, ;
— площадь поперечного сечения потока, м2:
— диаметр условного прохода штуцера, м,
Определим гидравлическое сопротивление трубного пространства кожухотрубчатого теплообменника:
Необходимый напор в метрах столба перекачиваемого газа при заданной подаче (расходе) смеси, перемещаемого насосом:
Предварительно выберем коэффициенты полезного действия для насоса, передачи и электродвигателя.
Если к. п. д. насоса неизвестен, можно руководствоваться примерными значениями, приведенными в табл.
Таблица Ориентировочные значения к. п. д. насосов
Тип насоса | Центробежный | Осевой | Поршневой | ||
Малая и средняя передача | Большая передача | ||||
К.п.д. () | 0,4 — 0,7 | 0,7 — 0,9 | 0,7 — 0,9 | 0,65 — 0,85 | |
К. п. д. передачи зависит от способа передачи усилия. В центробежных и осевых насосах обычно вал электродвигателя непосредственно соединяется с валом насоса; в этих случаях В поршневых насосах чаще всего используют зубчатую передачу; при этом
К. п. д. двигателя зависит от номинальной мощности (табл.).
Таблица
К. п. д. электродвигателей
Номинальная мощность, кВт | 0,4 — 1 | 1 — 3 | 3 — 10 | 10 — 30 | 30 — 100 | 100−200 | > 200 | |
К. п. д. | 0,7−0,78 | 0,78−0,83 | 0,83−0,87 | 0,87−0,9 | 0,9−0,92 | 0,92−0,94 | 0,9 | |
И определяем мощность, потребляемую двигателем насоса:
IV. Конструктивно-механический расчёт В задачу конструктивно-механического расчёта входит определение необходимых геометрических размеров отдельных деталей и узлов, которые определяют конструкцию теплообменного аппарата, его механическую прочность и геометрические размеры.
Расчёт и подбор штуцеров.
Диаметр условного прохода (внутренний диаметр) штуцеров для подвода и отвода теплоносителей рассчитывается на основе уравнения массового расхода:
кожухотрубчатый теплообменник охлаждение газ откуда где — скорость течения теплоносителя в штуцере, м/с. м/с;
— массовое количество газов, проходящее по трубному пространству, кг/с. ;
— плотность смеси при давлении pабс =23атм. .
Для охлаждаемого газа:
Для теплоносителя (нагревающегося газа):
Обечайка теплообменного аппарата.
Обечайка — это цилиндрический корпус аппарата, который работает, как правило, под избыточным внутренним или внешним давлением. Толщина стенки обечаек, работающих под внутренним давлением, рассчитывается по уравнению:
где — расчетное давление в аппарате, МПа;
— диаметр обечайки, мм;
— предельно допускаемое напряжение, МПа. Для стали Ст5 МПа;
— коэффициент прочности сварного шва.
Толщина стенки обечайки после вычисления назначается, исходя из условия:
где — прибавка на коррозию, мм,.
Расчетное давление в аппарате:
где — предельно допускаемое напряжение, МПа. Для стали Ст5 МПа.
МПа.
Толщина стенки обечайки:
Толщина трубных решёток.
В среднем толщина трубных решёток составляет от 15 до 35 мм в зависимости от диаметра развальцованных теплообменных труб и конструкции теплообменника. Это связано с тем, что напряжения, под действием которых находится и работает трубная решетка, определяется не только давлением рабочей среды, но и особенностями конструкции аппарата.
Ориентировочно толщину трубных решёток можно принять равной:
где — диаметр труб, мм.
В случае вальцованных соединений с наружным диаметром труб более 19 мм минимальный шаг расположения труб получают по условию:
Примем фактический шаг размещения труб равным .
Причем ширина простенка (мм) должна быть, в свою очередь, связана условием:
где dh — наружный диаметр трубы, мм;
— принятый шаг расположения труб, мм.
Большее значение шага выбирают для труб меньшего диаметра.
Внутренний диаметр корпуса аппарата при расположении труб по сторонам правильных шестиугольников определяют по выражению:
где — число труб, расположенных по диагоналям наибольшего шестиугольника.
Размещаем трубы по сторонам правильных шестиугольников (по вершинам равносторонних треугольников). На диагонали наибольшего из них расположится:
где — общее число труб в теплообменнике.
Зная количество труб, расположенных на диагонали наибольшего шестиугольникаопределяют количество труб, расположенных на его стороне, а именно:
Внутренний диаметр кожуха аппарата:
Найденный диаметр аппарата округляется до ближайшего из рекомендованных унифицированных размеров.
1. Петрухин В. В., Петрухин С. В. Справочник по газопромысловому оборудованию. — М.: Инфра-Инженерия, 2010. — 928 с.
2. Скабло А. И. и др. Процессы и аппараты нефтегазопереработки и нефтехимии: Учебник для вузов. — М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2000. — 677 с.
3. Снарев А. И. Расчеты машин и оборудования для добычи нефти и газа. — М.: Инфа-Инженерия, 2010.
4. Шейнблит А. Е. Курсовое проектирование деталей машин — Калининград: Янтарный сказ, 2002.
5. ГОСТ 53 677–2009 (ИСО 168 122 007) — Нефтяная и газовая промышленность. Теплообменники кожухотрубчатые.
6. Варгафтик Н. Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. /Н.Б. Варгафтик и др. — М.: Наука, 1972. — 721 с.
7. Варгафтик Н. Б. Теплофизические свойства веществ.: М., Гоэнергоиздат, 1957. — 785 с.
8. Гусев В. П., Гусева Ю. А. Физико-химические и термодинамичекие свойства веществ. Справочник. Томск, изд. ТХТК, 1994. — 69 с.
9. Григорьев В. А. и др. Краткий справочник по теплообменным аппаратам. -М.: Энергия, 1962. -256 с.
10. Каспарьянс К. С. и др. Процессы и аппараты для объектов промысловой подготовки нефти и газа. -М.: Недра, 1997. — 254 с.
11. Кузнецов А. В. и др. Расчет процессов и аппаратов нефтеперерабатывающей промышленности. -Л.: Химия, 1971. — 337 с.
12. Никольский Б. П. Справочник химика. Т.5. -М.: Химия, 1968. — 976 с.
13. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию/Под ред. Ю. И. Дытнерского. М.: Химия, 1991. — 496 с.
14. Павлов К. Ф., Романков Н. Г., Носков А. А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Уч.пос. для вузов/Под ред. Чл.-корр. АН СССР П. Г. Романкова. — 10-е изд., перераб. И доп. — Л.: Химия, 1987. — 578 с.
15. Справочник по теплопроводности жидкостей и газов. / Н. Б. Варгафтик и др. — М.: Энергоатомиздат, 1990. — 352 с.
16. Романков П. Г., Фролов В. Ф., Флисюк О. М., Курочкина М. И. Методы расчета процессов и аппаратов химической технологии (примеры и задачи). — СПб.: Химия, 1993. — 496 с.
17. Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя. — М.: Машиностроение, 1992.
18. Криворот А. С. Конструкции и основы проектирования машин и аппаратов химической промышленности. — М.: Машиностроение, 1992. — 400 с.
19. Гальперин Д. М., Миловидов Т. В. Технология монтажа, наладки и ремонта оборудования пищевых производств. — М.: Агропромиздат, 1990. — 399 с.
20. Клушанцев Б. В., Косарев А. И., Муйземнек Ю. А. Дробилки. Конструкции, расчет, особенности эксплуатации. — М.: Машиностроение, 1990. — 320 с.
21. Общий курс процессов и аппаратов химической технологии. В 2-х книгах. / Под общей ред. В. Г. Айнштейна. — М.: Химия, 2002. — 1760 с.
22. Справочник по теплообменным аппаратам. / П. И. Бажан, Г. Е. Каневец, В. М. Селиверстов. — М.: Машиностроение, 1989. — 365 с.