Внутренний диаметр корпуса
Внутренний диаметр корпуса зависит от диаметра, шага, числа труб и схемы размещения в трубном пучке.
Чаще всего в промышленности применяют схему размещения трубок по вершинам правильного треугольника, обеспечивающую максимальную компактность, надежность крепления трубок, удобство разметки трубных решеток и монтажа трубного пучка.
При таком размещении трубок справедливы следующие соотношения [6]:
,
,
где – общее количество труб в теплообменнике;
– количество труб на стороне наибольшего шестиугольника;
– количество труб на диагонали наибольшего шестиугольника.
Общее число труб в трубной плите и их размещение по шестиугольникам приведены в таблице 2.
Расстояние между осями труб – шаг зависит от наружного диаметра
.
Диаметр корпуса одноходового теплообменника рассчитывается по формуле
,
а многоходового – по формуле
,
где – коэффициент заполнения трубной решетки.
Далее округляется до ближайшего стандартного значения размера.
Таблица 2 – Число труб, размещенных в трубной плите по шестиугольникам
Число шестиугольников | Число труб на диагонали | Общее число труб без учета сегмента | Число труб | Общее число труб | |||
В 1 ряду сегмента | Во 2 ряду сегмента | В 3 ряду сегмента | Во всех сегментах | ||||
— | — | — | — | ||||
— | — | — | — | ||||
— | — | — | — | ||||
— | — | — | — | ||||
— | — | — | — | ||||
— | — | — | — | ||||
— | — | ||||||
— | — | ||||||
— | — | ||||||
— | — | ||||||
— | — | ||||||
— | — | ||||||
— | |||||||
— | |||||||
— | |||||||
— | |||||||
— | |||||||
— | |||||||
— | |||||||
Диаметры патрубков
Диаметр патрубка зависит от объемного расхода и скорости движения теплоносителя и определяется из уравнения расхода
,
где – объемный расход теплоносителя, м3/с;
– скорость движения теплоносителя, м/с;
– внутренний диаметр патрубка, м,
.
Объемный расход рассчитывается из производительности аппарата
,
где – массовый расход теплоносителя, кг/с;
– плотность теплоносителя, кг/м3.
Рекомендуется принимать скорость движения жидкости в патрубках при движении самотеком от 0,1 до 0,5 м/с, при движении в напорных трубопроводах – от 0,5 до 2,5 м/с, скорость насыщенного пара – от 10 до 20 м/с.
Диаметры патрубков рассчитывают для холодного теплоносителя, для подачи пара и удаления конденсата пара. При этом объемный расход пара определяется по формуле
,
а объемный расход конденсата по формуле
,
где – расход пара, кг/с;
– плотность пара, кг/м3;
– плотность конденсата пара, кг/м3.
По результатам конструктивного расчета вычерчивается эскиз теплообменника.