Конструирование теплообменного аппарата

4.1 Выбор способа размещения и крепления труб в трубных решетках.

           Для обеспечения необходимой жесткости пачек труб они с двух сторон закреплены в трубных решетках. Размещают греющие трубы в трубных решетках несколькими способами: по сторонам и вершинам правильных треугольников (в шахматном порядке), по сторонам и вершинам квадратов, по вершинам равносторонних треугольников и по концентрирующим окружностям. Греющие трубы, укрепляют в трубной решетке развальцованы в ней.

4.2 Выбор минимального шага между трубами.

Уменьшение шага трубного пучка уменьшает массу и размеры теплообменника. Уменьшение шага пучка ограничено технологическими возможностями. Обычно:

 S_min=(1,25-1,6) ∙d_n                                                                           (4.1)

 

4.3 Определение количества геометрических фигур (шестиугольников, прямоугольников или окружностей) для размещения труб.

При размещении труб на одинаковом межтрубном расстоянии и растяжении их по сторонам и вершинам правильных шестиугольников на каждом шестиугольнике можно установить труб:

z_i=6∙i.                                                     (4.2)

где і-номер шестиугольника, начиная с ближнего к центру.

Общее количество труб, которое может быть установлено в теплообменнике на n шестиугольниках.

z_n=1+Уz_i+ У6∙і                                                (4.3)

По наибольшей диагонали n-го шестиугольника можно становить z_dn труб

z_dn=2n+1.                                                      (4.4)

При использовании двухходового теплообменника по диагонали трубной решетки устанавливают перегородку для разделения холодной и горячей води, поэтому на этом месте трубы не размещают и их общее количество будет

z_d2= z_n- z_dn                                                 (4.5)

4.4Определение диаметра корпуса теплообменника.

Расстояние между корпусом и ближайшими к нему трубами должно быть:

s_k>1,5∙d_n                                                     (4.6)

Внутренний диаметр корпуса теплообменника:

D_в=2∙n∙ s_k +4d_н                                            (4.7)

Расчетное значение внутреннего диаметра округляют до ближайшего размера, рекомендуемого ГОСТ 9617-79 из следующего ряда: 400, 500, 600, 700, 800, 900 мм и далее через 200 мм до 4000 мм.

Цилиндрические кожуха аппаратов можно изготавливать из безшовных горячекатаных стальных труб с наружным диаметром согласно сортаменту 159, 219, 245, 273 мм толщиной стенки 7 мм, диаметром 299, 325, 351, 377, 402, 426 мм толщиной стенки 8 мм, диаметром 450, 480, 500, 539, 720, 820 мм толщиной стенки 9 мм.

 

4.5 Определение толщины трубной решетки.

При развальцовке латунных труб:

Д_р=10+0,2d_н         (4.8)

 

Додаток

 

Таблиця 1 – Теплофізичні властивості води

t, ^oC	p, бар	h^Р,	с, кг/м^3	ср, кДж/кг·К	л, Вт/(м·К)	н·10^6, м^2/с	Pr
За атмосферного тиску
0	1,019	0	999,9	4,217	0,569	1,792	12,99
10	1,013	42,1	999,7	4,193	0,586	1,308	9,30
20	1,013	84,0	988,2	4,182	0,602	1,005	6,96
30	1,013	125,8	995,7	4,179	0,617	0,801	5,40
40	1,013	161,5	992,2	4,179	0,630	0,658	4,32
50	1,013	209,3	988,1	4,181	0,643	0,554	3,54
60	1,013	251,2	983,2	4,185	0,653	0,475	2,97
70	1,013	293.0	977,8	4,190	0,662	0,414	2,54
80	1,013	335,0	971,8	4,197	0,669	0,365	2,20
90	1,013	377.0	965,5	4,205	0,675	0,326	1,94
На лінії насичення
100	1,013	419,0	958,4	4,216	0,680	0,294	1,73
110	1,033	461,3	951,0	4,229	0,683	0,268	1,65
120	1,058	503,7	943,7	4,245	0,685	0,246	1,43
130	2,701	546,3	934,8	4,263	0,687	0,228	1,31
140	3,614	589,1	926,1	4,285	0,687	0,212	1,22
150	4,700	632,2	917,0	4,310	0,686	0,198	1,14
160	6,108	675,5	907,4	4,339	0,684	0,187	1,07
170	7,920	719,1	897,2	4,371	0,681	0,177	1,02
180	10,03	763,1	886,2	4,408	0,676	0,168	0,97
190	12,55	807,5	876,0	4,449	0,669	0,161	0,94
200	15,55	852,4	861,7	4,497	0.663	0,155	0,91

 

Таблиця 4 Термодинамічні властивості води і водяної пара на лінії насичення

p, бар	tn, ^oC	с^РР, кг/м^3	h^Р, кДж/кг	h^РР, кДж/кг	r, кДж/кг
1,0	99,6	0,590	417,4	2675	2258
1.1	102,3	0,645	428,9	2678	2251
1,2	104,7	0,6849	439,1	2683	2244
1.3	107,1	0,755	449,2	2687	2238
1.4	109,3	0,809	458,5	2691	2232
1.5	111,4	0,863	467,2	2694	2227
1.6	113,3	0,916	475,4	2697	2221
1.7	115.2	0,970	483,2	2700	2216
1.8	116,9	1,023	490,7	2702	2211
1.9	118,6	1.076	497,9	2704	2207
2.0	120,2	1.129	504,8	2707	2202
2.1	121.8	1,182	511,4	2709	2198
2,2	123,3	1.235	517,8	2711	2194
2.3	124,7	1.287	524,0	2713	2190
2.4	126,1	1,340	529.8	2715	2185
2.5	127,4	1,392	535,4	2717	2182
2.6	128,7	1,444	540,9	2719	2178
2.7	130.0	1,495	546,2	2721	2175
2.8	131,2	1.548	551,4	2722	2171
2.9	132,4	1.599	556,5	2724	2167
3.0	133,5	1.651	561,4	2725	2164

 

Перелік літератури

1 Конвісор І.О., Паригіна Т.Б. Теплотехніка.: Навчальний посібник.

КНТЕУ. 2003. 184 с.

2 Теплотехніка. (теорія теплообміну, технічна термодінаміка). Конспект лекцій. Київ. КНТЕУ. 2003. 98 с.

3 Методичні вказівки та завдання для самостійної роботи з курсу „Теплотехніка”. Київ. КНТЕУ. 2002.-54 с.

4 Теплотехніка. Збірник задач.-Київ. КНТЕУ. 2006. 49 с.

5 Алабовский А.Н., Недужий И.А. техническая термодинамика и теплопередача. – Киев.: Вища школа. 1990.

6 Теплотехніка. / Под.ред. Баскакова А.П. – Москва.: Энергоатомиздат. 1991.

7 Лашутина Н.Г., Машкова О.В., Медведев Р.М. Техническая термодинамика с основами теплопередачи и гидравлики. – Л.: Машиностроение. 1988.

8 Кулиниченко В.Р. Справочник по теплообменным расчетам. – Киев.: Техника. 1990.

Зміст

Передмова………..………………………………… …….……2

1 Програма з навчальної дисципліни „ Теплотехніка”...……..3

2 Рекуперативний теплообмінний апарат…………………..….7

2.1 Варіанти домашніх робіт………………….………….….….8

3 Тепловий розрахунок теплообмінного апарату ………….....10

4 Конструювання теплообмінного апарата…………………....19

Список літератури……………………………………….........…21

Додатки……………………………………………………......…22