Читайте также:
|
абз. – абзац
АО – акционерное общество
г. – год
гл. – глава (-ы)
др. – другой (-ие)
кв. м – квадратный метр
кг – килограмм
км – километр
куб. м – кубический метр
млн – миллион
НДС – налог на добавленную стоимость
ООН – Организация Объединенных Наций
п. – пункт (-ы)
подп. – подпункт (-ы)
подразд. – подраздел (-ы)
разд. – раздел (-ы)
руб. – рубль (-и)
РФ – Российская Федерация
СНГ – Содружество Независимых Государств
СССР – Союз Советских Социалистических Республик
см. – смотри
ст. – статья (-и)
ТН ВЭД – Товарная номенклатура внешнеэкономической деятельности
тыс. – тысяча
ч. – часть (-и)
Расчет трубчатого теплообменника
Исходные данные.
1. Тип теплообменника - вертикальный
2. Подача теплоносителя – в межтрубное пространство.
3. Производит по массе на нагреваемой жидкости Gчас=179*10³
4. Плотность жидкости ƿ=981 кг/м³
5. Внутренний диаметр труб d=30*10‾³м
6. Скорость движения жидкости Wжид=1,5 м/с
7. Количество ходов Z=4
8. Размещение труб в пучке – шахматное
9. Количество шестиугольников а0=7
10. Расположение перегородок в трубном пространстве – н
11. Крепление труб в трубной решетке – сварка
12.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| Разраб. |
| Романов В.В. |
| Провер. |
| Денисюк Е. А. |
| Реценз. |
| Н. Контр. |
| Утверд. |
| Расчеты трубчатого теплообменника и камерной сушилки |
| Лит. |
| Листов |
| НГИЭИ гр. 08-ТО |
13. Конечная температура воды t2=70 С
14. Теплоноситель – конденсирующийся водяной пар
15. Давление пара (абсолютное) р=1,50 ат
16. Высота теплообменника Н=1 м
Геометрический расчет
При выполнении геометрического расчета трубчатого теплообменника находят те геометрические размеры, которые можно определить по исходным данным, а также по принятым в процессе расчета геометрическим величинам. Геометрические размеры, расчет которых связан с применением теплотехнических величин, определяются в тепловом расчете.
Основной расчетной формулой, связывающей заданную производительность по жидкости, протекающей в трубах, с принимаемыми геометрическими размерами и скоростью, является формула расхода:
где 
- секундный расход, м3/с;
- внутренний диаметр трубы, м;
- количество труб в ходу;
- скорость движения жидкости в трубах, м/с.
При заданной производительности по нагреваемой жидкости расчет производится в следующем порядке.
a. Определение секундного объемного расхода жидкости (если задана часовая производительность по массе):
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
- часовой расход жидкости, кг/ч;
- плотность воды, кг/м3.
1.2 Определение требуемого (по расходу жидкости или газа) количества труб в ходу:
Принимают скорость движения по трубам:
жидкости 
=0,3-1,5 м/с; газа 
= 5-10 м/с.
Диаметр нагревательной трубы принимают в зависимости от производительности (рекомендуется 
=(20-30)·10-3м).
Принимаем 
= 48
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
b. Определение требуемого количества труб в пучке теплообменика с учетом количества ходов z:
nп=nх*z
nп = 48*4= 191
Количество ходов в теплообменнике (если не задано) выбирают с учетом требуемого перепада температур теплоносителя, движущегося в трубном пространстве; дополнительно учитывают требования компактности теплообменника.
Многоходовые теплообменники применяют для нагревания жидкостей на большие перепады температур. Обычно при нагреве воды
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
Если теплообменник должен работать как конденсатор, а не как нагреватель жидкости, в нем предусматривают только один ход.
Ходы устраивают за счет перегородокв распределительных коробках над трубными решетками, которые организуют последовательное движение жидкости по этим ходам.
Обычное расположение перегородок - радиальное, обеспечивающее простоту конструкции и одинаковое количество труб в ходу для создания лучших гидродинамических и термокинетических условий работы теплообменника.
При размещении пучка труб на трубной решетке по шестиугольникам радиальные перегородки располагают по диагоналям или нормально сторонам шеcтиyгoльника, а также смешанно. При диагональном и нормальном расположении перегородок можно получить 2, 3 или 6 ходов; при смешанном расположении (по диагоналям и нормально) получают 4 или 12 ходов.
Отверстия для труб под перегородками не делают, что необходимо учесть при определении действительного количества труб. Имеется в виду, что попадающие на перегородки трубы не устанавливают, общее количество соответственно уменьшается.
1.4 Определение действительного количества труб теплообменника в ходу и в пучке (nхд и nпд).
Данный раздел решает собственно задачу геометрического расчета.
Он позволяет с учетом рационального размещения и исключения из расчета труб, попадающих на перегородки, подобрать их количества в
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
Сначала следует определиться со схемой размещения труб на решетке теплообменника (если оно не задано).
Параллельное (коридорное) размещение труб применяют редко – при конструировании теплообменников с вынимаемым пучком труб (для чистки межтрубного пространства). Размещение труб по такой схеме наименее компактное.
Кольцевое (по концентрическим окружностям) размещение труб также не получило широкого распространения. Оно недостаточно удобно и экономически выгодно: межтрубный шаг в каждом ряду получается разным, что затрудняет разметку, изготовление и сборку трубных решеток; при диаметре трубной решетки большем 12 значений межтрубного шага теплообменник с кольцевым размещением труб более громоздок, чем с шахматным.
Шахматное (по периметрам правильных шестиугольников или равносторонних треугольников) размещение труб на трубной решетке является наиболее рациональным по простоте, компактности и технологичности устройства. Поэтому практически все расчеты ведут для этого размещения.
Основной геометрический параметр количества труб на трубной решетке при шахматном размещении - количество шестиугольников (а0).
Количество труб, расположенных на стороне наибольшего шестиугольника (а) и на его диагонали с учетом центральной трубы (b), определяют из соотношений:
a=a0+1
а=7+1=8
b=2a-1=2a0+1
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
Тогда количество труб в основном пучке (по периметрам шестиугольников с учетом центральной трубы):
n0=3(a0+1)+1=3a(a-1)+1=3/4(b2-1)+1
n0 = 3*7*(7+1)+1=169
При a0>6 (а>7 ) на площади каждого из шести сегментов трубной решетки возможно размещение дополнительных труб в один, два или три ряда.
Количество рядов дополнительных труб на сегменте и количество труб в ряду первом, втором и третьем (соответственно a1, а2, а3) зависит от количества шестиугольников (a0) и может быть найдено по формулам:
a1 = a0 *4 = 8 -4 = 4
Общее количество дополнительно размещаемых на трубной решетке труб:
nдоп= 6 (а1+а2+а3)
nдоп = 6*(3+0+0)=18
Общее количество всех труб, размещаемых на трубной решетке при а0>6 (а>7):
nобщ= n0+ nдоп
п общ = 169+18= 241
При установке в днище теплообменника (распределительной коробке) перегородок часть общего количества труб, попадающих на перегородки, выпадает из пользования.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
Количество труб (не установленных) под перегородкой без учета центральной трубы при разном расположении перегородки:
для диагонального расположения: nнуд = а0 =7
для смешанного расположения: 
для нормального расположения: 
где у =0 при a0 - четном; у = 1 при a0 - нечетном;
- количество труб (yе установленных) под нормальной перегородкой из числа дополнительных:
= 0 при а0=8; 10;12;
= 1 при а0=7; 9; 11; 13; 14; 15; 16; 17; 18; 19; 20; 22;
=2 а0=21; 23.
Действительное количество труб в ходу:
где 
- количество ходов; 
- полное количество неустановленных под перегородкой труб.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
находят по формулам (10), (11), (12) в зависимости от размещения перегородок.
Действительное количество труб в пучке (
) находят по формуле (4) с учетом действительного количества труб в ходу 
.
Nng=42*4=168
Дата добавления: 2014-12-20; просмотров: 50 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |