Конструктивный расчет теплообменника

В качестве схемы была выбрана схема с расположением труб по сторонам правильных шестиугольников. Схема с шестиугольниками обеспечивает компактность, возможность наружного крепления труб, уменьшение поперечного сечения кожуха, что увеличивает скорость горячего теплоносителя, а соответственно и эффективность теплоотдачи. Также ранее выбранные теплоносители не должны приводить к большой степени загрязнений, а следовательно, не будет необходимости в частой прочистке труб (шестиугольная схема расположения приводит к трудностям при процессе чистки).

Рассчитывается количество труб:

𝑛= = = 118,43≈118

при  определяющий диаметр: , откуда общая длина труб:

Так как площадь поверхности теплообмена не превышает 300 м2, длина труб должна быть не более 4 м. С некоторым запасом по поверхности теплообмена и с учетом рекомендаций по выбору длин труб поверхности теплообмена принято решение установить nсекц = 3 секций теплообменника с трубками длиной 3 м. Поверхность теплообмена при этом получится равной:

=3,14*0,023*3*118*3=76,6976≈76,7 .

 

Количество шестиугольников, по сторонам которых размещаются трубы в трубной решетке теплообменника:

Число труб на диагонали большего шестиугольника:

В качестве способа крепления труб выбирается развальцовка. В этом случае шаг труб будет иметь значение:

Тогда внутренний диаметр кожуха с учетом развальцованных труб будет равен:

В справочной литературе подбирается толщина обечайки (она принимается равной: ). С её учётом наружный диаметр кожуха составит:

Согласно ГОСТ 9929-82 подбирается стандартизированный кожух. Из представленного сортамента ближе всего по значению наружного диаметра является кожух . Далее производится расчёт входных патрубков и их фланцев.

Патрубок для холодного теплоносителя:

Патрубок для горячего теплоносителя (скорость движения пара принимается: ):

Объёмный расход:

Далее производится расчёт трубной решётки. Диаметр трубной решётки принимается равным внутреннему диаметру кожуха (. Минимальная толщина трубной решётки вычисляется по формуле:

Из предложенного диапазона толщин трубных решёток выбирается толщина:

Следует помнить, что при закреплении труб в трубной решётке их края должны выступать на величину равную толщине труб, то есть в данном случае 25 мм.

Итак, на данном этапе конструкционный расчёт агрегата окончен.

Таким образом, выполнив работу, я изучил методику, а так же закрепил  теоретические и практические знания, полученные при изучении дисциплины «тепломассобмен», получил навык самостоятельного решения конкретных инженерных задач.

 

 

Я выбрал кожухотрубчатый теплообменик 426 ТНВ - 0,25 - 0,14 -М1 /20Д - 8,16 – 1 – У - И.

Чертеж кожухотрубчатого теплообменника представлен на рис.7.

Примечание: Чертеж не определяет конструкцию теплообменника.

Рис.7. Чертеж кожухотрубчатого теплообменника.