Навигация
3. КОНСТРУКТИВНЫЙ РАСЧЕТ.
3.1 Определение количества трубок и способа их размещения.
Конструктивный расчет кожухотрубных теплообменников состоит в определении количества трубок и способа их размещения, нахождении внутреннего диаметра корпуса и числа ходов в трубном и межтрубном пространстве.
В основу расчета положены исходные и результаты теплового расчета, приведенные выше.
Общая длина трубы в расчете на одноходовой пучок, м[6,стр.26]:
L=900*F¢*dвн*wв*rв/Gв (3.1.1)
F¢- поверхность теплообмена, м2;
dвн – внутренний диаметр трубы,м;
wв – скорость теплоносителя (в нашем случае это скорость воды, т.к. она течет внутри трубок), м/с;
rв – плотность воды, кг/ м3;
Gв – часовой расход воды, кг/ч;
L=900*3,16*0,014*1*997,45/10008=9,3м
Рабочая длина трубы в одном ходу,м:
L’=L/Zв, м
L – общая длина трубы,м;
Zв – число ходов по воде; (3.1.2) [6,стр26]
Определяем число ходов по воде. Для этого рассчитаем несколько вариантов и выберем оптимальный.
Zв=2 L’=9,3/2=4,65 м
Zв=4 L’=9,3/4=2,325 м
Zв=6 L’=9,3/6=1,55 м
Выбираем Zв=4 и L’=2,325 м.
Число трубок одного хода в трубном пространстве, шт.:
No=(4*Gв)/(3600*p*dвн2*rв*wв ) (3.1.3) [6,стр27]
Gв – массовый расход воды в трубном пространстве, кг/ч;
dвн – внутренний диаметр трубок, м;
rв – плотность воды, кг/м3;
wв – скорость воды,м/с;
No=(4*10008)/(3600*3,14* (0,014)2*997,45*1)=18 шт
Общее количество трубок, шт;
N=No*Zв,шт (3.1.4) [6,стр27]
No - число труб одного хода в трубном пространстве, шт;
Zв – число ходов воды в трубном пространстве;
N=18*4=72
Шаг труб в пучке t (расстояние между центрами трубок) принимают из условий прочности:
t=(1,3…1,.5)*dн, м (3.1.5) [6,стр27]
dн – наружный диаметр трубок,м;
t=1,3*0,016=0,02м
Выбираем концентрическое размещение труб из условий максимальной компактности, удобства разметки трубных досок и монтажа пучка труб. [6,стр27]
3.2 Внутренний диаметр корпуса теплообменника.
Для многоходовых теплообменников внутренний диаметр корпуса определяется:
D=1,1*t*(N/h)0,5,м (3.2.1) [6,стр28]
t – щаг труб в пучке,м;
N – общее количество труб,шт;
h - коэффициент заполнения трубной решетки (принимается 0,6-0,8);
D=1,1*0,02*(72/0,7)0,5=0,223м
3.3 Конструкция и размеры межтрубного пространства.
Для повышения скорости теплоносителя в межтрубном пространстве кожухотрубных теплообменников используются поперечные перегородки. В нашем случае это перегородки типа диск-кольцо. [6,стр28]
Площадь межтрубного пространства,:
Sмтр=S1=S2=S3=Gм/(3600*rм*wм), м2 (3.3.1) [6,стр29]
S1 – площадь кольцевого зазора между корпусом и диском, м2;
S2 – площадь в вертикальном сечении между кольцевыми и дисковыми перегородками, м2;
S3 – проходное сечение для теплоносителя в кольце, м2;
Gм – массовый расход теплоносителя (в данном случае это масло, т.к. оно течет в межтрубном пространстве) ,кг/ч;
rм – плотность масла, кг/м3;
wм – скорость масла в межтрубном пространстве, м/с;
Sмтр=10008/(3600*859,3*0,5)=0,0065 м2
Площадь кольцевого зазора между корпусом и диском:
S1=(p/4)*[( D2- D22)-N*dн2], м2(3.3.2) [6,стр28]
D – внутренний диаметр корпуса, м;
D2 – диаметр дисковой перегородки, м;
N – число труб, шт;
dн –наружный диаметр трубки, м;
D2=[(p*( D2- N*dн2)-4*S1)/ p]0,5,м
D2=[(3,14*( 0,2232- 72*(0,016)2)-4*0,0065)/3,14]0,5=0,152м
Проходное сечение для теплоносителя в кольце:
S3=(p* D12/4)*[1-0,91*h*(dн/t)2], м2(3.3.3) [6,стр29]
D1 – диаметр кольцевой перегородки, м;
h - коэффициент заполнения трубной решетки (принимается 0,6-0,8);
dн –наружный диаметр трубки, м;
t – щаг труб в пучке,м;
D1=[4*S3/((1-0,91*h*(dн/t)2)* p)] 0,5,м
D1=[4*0,0065/((1-0,91*0,7*(0,016/0,02)2)*3,14)] 0,5=0,014м
Площадь в вертикальном сечении между кольцевыми и дисковыми перегородками:
S2=p*Do*h*(1-(dн/t)),м2(3.3.4) [6,стр28]
Do – средний диаметр, м;
Do=0,5*(D1+D2)=0,083м
h – расстояние между перегородками, м;
dн –наружный диаметр трубки, м;
t – щаг труб в пучке,м;
h=S2/[p*Do*(1-(dн/t))], м
h=0,0065/[3,14*0,083*(1-(0,016/0,02))]=0,1244 м
Число ходов масла в межтрубном пространстве:
Zм=L’/h
L’ – рабочая длина трубы в одном ходу, м:
h – расстояние между перегородками, м;
Zм=2,325/0,1244=18
Число перегородок в межтрубном пространстве равно Zм-1=18-1=17
Похожие работы
... работают на различных, наиболее подходящих по своим термодинамическим свойствам для заданных температурных условий хладагентах, получают температуру кипения до -150 °С. Принцип действия абсорбционных холодильных машин Рабочим веществом в абсорбционных холодильниках служат растворы двух компонентов с различными температурами кипения при одинаковом давлении. Компонент, кипящий при более ...
... метрологического надзора пригодными к применению. 4. Учет средств измерений и определение сроков эксплуатации приборов и взрывобезопасности возлагается на ответственное лицо по метрологическому обеспечению, назначенное распоряжением по АГЗС. 5. Приборы и устройства автоматики безопасности, автоматического регулирования и контрольно-измерительные приборы должны обеспечивать точность показаний, ...
... замороженные продукты, а в морозильном отделении осуществляется быстрая заморозка продуктов до температуры -18°С. В компрессионных холодильниках зарубежного производства могут быть дополнительные температурные отделения ("винный погреб", льдогенератор и др.). 1.2 Основы эксплуатации холодильного оборудования Задача эксплуатации холодильных установок состоит в создании и поддержании ...
... фреоны – холодильные агенты, получаемые из метана, этана и пропана путем замещения атомов водорода на атомы фтора и хлора. Крупные холодильные установки химической и нефтеперерабатывающей промышленности являются потребителями большого количества холодильных агентов, поэтому в качестве хладагентов выгодно использовать продукты, вырабатываемые на данном предприятии или используемые на нем в виде ...
0 комментариев