ОПИСАНИЕ ТЕПЛООБМЕННОГО АППАРАТА
СОДЕРЖАНИЕ
1. Задание на курсовой проект………………………….…..3
2. Описание теплообменного аппарата…………………….4
3. Тепловой и конструктивный расчеты…………………...7
4. Гидравлический расчет……………………………….…11
5. Механический расчет…………………………………….13
6. Расчет опор аппарата………………………………….…21
7. Расчет линзовых компенсаторов………………………..20
8. Расчет тепловой изоляции……………………………….22
9. Контрольно-измерительные приборы…………………..23
10. Требования «Ростехнадзора»…………………………..24
11. Список использованной литературы…………………..31
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
VТ = 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: VТ = 40 м3/час (GТ = 40000 кг/час)
В трубном пространстве течет греющий теплоноситель, в межтрубном – нагреваемый.
Греющий теплоноситель направим по трубкам, выполняем из латуни dнар/dвн = 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.