Описание теплообменного аппарата

СОДЕРЖАНИЕ

1. Задание на курсовой проект. 3

2. Описание теплообменного аппарата. 4

3. Тепловой и конструктивный расчеты.. 6

4. Гидравлический расчет. 9

5. Механический расчет. 11

6. Расчет опор аппарата. 17

7. Расчет линзовых компенсаторов. 20

8. Расчет тепловой изоляции. 22

9. Контрольно-измерительные приборы.. 23

10. Требования «Ростехнадзора». 24

11. Список использованной литературы.. 26

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

В данной курсовой работе производится тепловой, конструктивный, гидравлический и механический расчеты секционного водоводяного подогревателя. Греющий теплоноситель: вода с начальной температурой 155⁰С, конечной - 85⁰С, с расходом

V_Т = 80 м³/час при давлении 1,5 МПа. Нагревается вода от 20 до 120⁰С при давлении избыточном 0,8 МПа.

Исходные данные:

1. Температура греющей воды начальная:

2. Температура греющей воды конечная:

3. Давление греющей воды: МПа

4. Температура нагреваемой воды на входе:

5. Температура воды на выходе:

6. Давление нагреваемой воды: МПа

7. Расход сетевой воды в трубках: V_Т = 80 м³/час (G_Т = 80000 кг/час)

В трубном пространстве течет греющий теплоноситель, в межтрубном – нагреваемый.

Греющий теплоноситель направим по трубкам, выполняем из латуни d_нар/d_вн = 16/14.

ОПИСАНИЕ ТЕПЛООБМЕННОГО АППАРАТА

Элементные или секционные теплообменники представляют собой по сути конструктивную разновидность трубчатых аппаратов. Они состоят из нескольких последовательно соединенных трубчатых элементов, каждый из которых ограничен кожухом небольшого диаметра, в котором размещена трубчатка с небольшим числом трубок.

Развитие элементных теплообменников связано со стремлением к повышению скорости движения рабочих сред главным образом в межтрубном пространстве, без устройства в межтрубном пространстве сложных и неудобных в эксплуатации перегородок. Каждый из элементов представляет собой отдельный ход для рабочей среды, а сочетание нескольких элементов соответствует рациональной идее многоходового трубчатого теплообменного аппарата с максимальным приближением взаимного направления движения рабочих сред к наиболее выгодному случаю чистого противотока. Применение элементных теплообменников оказывается наиболее эффективным в качестве противоточных аппаратов для физически однородных сред, движущихся с приблизительно одинаковыми скоростями без изменения своего агрегатного состояния (например, газо-газовые или жидкостно-жидкостные теплообменники). Кроме того, элементные теплообменники с секциями малых диаметров предпочтительны при более высоких давлениях рабочих сред.

Переходным от кожухотрубчатых аппаратов к элементным являются батарейные трубчатые аппараты.

На рисунке №1 показан элементный водо-водяной теплообменник (секционный водо-водяной подогреватель Теплосети Мосэнерго). Каждый из элементов этого аппарата является одноходовым , что позволяет обойтись без устройства перегородок в межтрубном пространстве. Для уменьшения нерабочих объемов межтрубного пространства здесь применено жесткое крепление обеих трубных решеток, а для компенсации температурных удлинений на корпусе элементов устроены линзовые компенсаторы. Число трубок в каждом элементе аппарата составляет от 4 до 140, что соответствует внутренним диаметрам корпуса D = 50-305 мм (наружный диаметр трубки d = 16 мм ) и поверхности нагрева одного элемента от 0,75 до 26,4 м².

РИСУНОК №1

Элементный (секционный) водо-водяной теплообменник
1-фланец; 2-патрубок переходной; 3-муфта; 4-трубная решетка; 5-трубки; 6-опорное кольцо;
7-компенсатор линзовый; 8-патрубок; 9-корпус; 10-калач соединительный; 11-штуцер

Существенным недостатком элементных теплообменников является их громоздкость и высокая стоимость единицы поверхности теплообмена, так как разделение поверхности на элементы (секции) вызывает увеличение количества наиболее дорогих деталей аппарата: трубных решеток, переходных камер, фланцевых соединений и т.д. Но благоприятные теплотехнические характеристики этих аппаратов (главным образом высокие значения коэффициента теплопередачи) при однородных обеих рабочих средах все же обеспечивают им достаточно широкое распространение. Весьма важной задачей является нормализация узлов, деталей и типовых конструкций элементных теплообменников, что должно привести к дальнейшей рационализации их устройства и улучшению экономических характеристик.