Кожухотрубчатый теплообменник

Расчет кожухотрубчатого теплообменника для охлаждения природного газа. Определение физических характеристик охлаждаемого газа, коэффициента теплоотдачи для трубного пространства. Расчет тепловой изоляции теплообменника. Конструктивно-механический расчет.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 09.12.2014
Размер файла 800,9 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Камчатский государственный технический университет»

Кафедра «Технологические машины и оборудование»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине:

«Процессы и агрегаты нефтегазовых технологий»

Выполнил: студент гр. 11 ТМБ ФЗО

И.С. Моторыкин

Петропавловск-Камчатский, 2014

Введение

Кожухотрубчатые теплообменники (рис.1) предназначены для нагрева, охлаждения, конденсации и испарения жидких и газообразных сред в технологических процессах нефтяной, химической, биохимической, нефтехимической и газовой отраслях промышленности.

По назначению аппараты делятся на теплообменники (Т), холодильники (Х), конденсаторы (К) и испарители (И).

По конструкции - на аппараты с неподвижными трубными решетками (тип Н), с температурным компенсатором на кожухе (тип К), с плавающей головкой (тип П) и с U-образными трубами (тип У).

Теплообменники предназначены для нагрева и охлаждения различных сред с температурой теплообменивающихся сред от -30 до +350оС (типы ТН и ТК) и от -30 до +450оС (типы ТП и ТУ).

Холодильники - для охлаждения различных жидких или газообразных сред пресной, морской водой или хладагентами с температурой охлаждаемой среды в кожухе от 0 до +300оС (типы ХН и ХК) и от 0 до +400оС (тип ХП) и температурой охлаждаемой среды в трубах от -20 до +60оС.

Конденсаторы - для конденсации и охлаждения парообразных сред пресной, морской водой или другими хладагентами с температурой конденсируемой среды в кожухе от 0 до +300оС (типы КН и КК) и от 0 до +400оС (тип КП) и температурой охлаждаемой среды в трубах от -20 до +60оС.

Испарители - для нагрева и испарения различных жидких сред с температурой греющей и испаряемой сред от - 30 до +350оС (типы ИН и ИК) и от -30 до 450оС (типы ИП и ИУ).

Холодильные конденсаторы (тип КТ) - для сжижения хладагента в аммиачных и углеводородных (пропан, пропилен) холодильных установках общепромышленного назначения, работающих в пределах температур конденсируемого хладагента от 0 до +100оС, при температуре охлаждающей среды от -20 до +50оС.

Холодильные испарители (тип ИТ) - для охлаждения воды и растворов давлением до 0,6 МПа в аммиачных и углеводородных (пропан, пропилен) холодильных установках общепромышленного назначения, работающих в пределах температур насыщения от +40 до -40°С; жидких технологических сред давлением 1-2,5 МПа в установках, работающих в пределах насыщения от +40 до -60°С.

Теплообменные аппараты типов П и У применяют при значительной разности температур стенок кожуха и труб, а также в случае необходимости механической чистки трубного пучка снаружи.

Теплообменные аппараты различают по:

расположению -- вертикальными (типы Н, К и П) и горизонтальными (типы Н, К, П и У);

числу ходов в трубном пространстве -- одноходовыми - (типы Н и К), двухходовыми (типы Н, К, П и У), четырехходовыми (типы Н, К и П) и шести ходовыми (типы Н, К и П);

компоновке -- одинарными и сдвоенными;

материалу основных узлов и деталей -- с деталями трубного и межтрубного пространств из углеродистой или коррозионностойкой стали; с деталями трубного пространства из коррозионностойкой стали, а межтрубного пространства -- из углеродистой стали; с трубами из латуни или алюминиево-магниевого сплава и деталями межтрубного пространства из углеродистой стали.

Теплообменные аппараты изготовляют с кожухами диаметром 159; 273; 325; 400; 426; 630; 800; 1000; 1200 и 1400 мм (для типов Н и К); 1600; 1800 и 2000 мм (для типа Н); 325; 400; 426; 500; 530; 600; 630; 800; 1000; 1200 и 1400 мм (для типов П и У) и 800; 1000; 1200; 1600; 2400; 2600 и 2800 мм (для испарителей типов П и У).

Для стандартных теплообменных аппаратов типов Н и К применяют трубы 20Ч2 и 25Ч2 мм; для аппаратов типа П --трубы 20Ч2, 25Ч2 и 25Ч2,5 мм; для аппаратов типа У -- трубы 20Ч2 мм.

В кожухотрубчатых теплообменных аппаратах с неподвижными трубными решетками и с температурным компенсатором на кожухе трубы расположены по вершинам равностороннего треугольника.

В кожухотрубчатых теплообменниках с U-образными трубами, теплообменниках и холодильниках с плавающей головкой трубы расположены по вершинам квадрата или равностороннего треугольника; в конденсаторах с плавающей головкой -- по вершинам равностороннего треугольника; в испарителях с паровым пространством -- по вершинам квадрата. Трубы в трубных решетках крепят методом развальцовки или обварки с подвальцовкой

К кожухотрубчатым теплообменным аппаратам с плавающей головкой относятся теплообменники, холодильники, конденсаторы типов ТП, ХП, КП и их модификации.

К кожухотрубчатым теплообменным аппаратам с U-образными трубами относятся теплообменники типа ТУ и их модификации.

Аппараты предназначены для теплообмена жидких и газообразных сред в технологических процессах нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической, нефтяной, газовой и других отраслях промышленности.

Задание

Рассчитать кожухотрубчатый теплообменник для охлаждения 520м3/ч (при нормальных условиях) природного газа от t1н. = 46°С до

t1к =13°С.

Состав природного газа (при нормальных условиях):

Компонент

Объем,

м3

Объемный состав,

%

Метан (СН4)

444,6

85,5

Этан (С2Н6)

45,24

8,7

Бутан (С4Н10)

20,28

3,9

Пропан (С3Н8)

9,88

1,9

Итого:

520,0

100,0

Давление природного газа pабс =23атм. Хладагентом является тот же газ под тем же давлением, но с температурой, изменяющейся от -35 до +20°С.

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Дtм = t1н - t2к =46 - 20 = 26єС;

Дtб = t1к - t2н =13 - (- 35) =48єС.

Средняя разность температур:

где Дtб - большая разность температур, єС;

Дtм - меньшая разность температур, єС.

Для приближенного расчета тепловых напряжений найдем среднеарифметическую температуру того теплоносителя, абсолютное изменение температур которого наименьшее. Так, если:

,

то средняя разность температур теплого природного газа:

Среднюю температуру другого теплоносителя, холодного природного газа, определим по формуле:

I. Тепловая нагрузка

Подсчет тепла, выделяемого при охлаждении природного газа от 46 до 13°С, ведется по отдельным компонентам.

Принятые в дальнейшем плотности газов в кг/м3 (при 0°Си 760 мм рт. ст.) по приложению I:

Компонент

Плотность, кг/м3

Метан (СН4)

0,72

Этан (С2Н6)

1,36

Бутан (С4Н10)

2,673

Пропан (С3Н8)

2,02

Массовое количество газов:

Компонент

Объем, м3

Плотность, кг/м3

Массовое количество газов, кг/ч

Метан (СН4)

444,6

0,72

320,112

Этан (С2Н6)

45,24

1,36

61,5

Бутан (С4Н10)

20,28

2,673

54,2

Пропан (С3Н8)

9,88

2,02

19,96

Итого:

455,8

Охлаждение метана

где - количество метана, кг/ч.;

- теплоемкость метана при 29°С, Дж/(кг·град).

Дж/(кг·град), (рис. 5).

- начальная температура смеси, °С.;

- конечная температура смеси, °С..

Охлаждение этана:

где - количество этана, кг/ч,кг/ч;

- теплоемкость этана при 29°С, Дж/(кг·град),

Дж/(кг·град), (рис. 5).

- начальная температура смеси, °С.;

- конечная температура смеси, °С..

Охлаждение бутана:

где - количество бутана, кг/ч.;

- теплоемкость бутана при 29°С, Дж/(кг·град),

Дж/(кг·град), (рис. 5).

- начальная температура смеси, °С.;

- конечная температура смеси, °С..

Охлаждение пропана:

где - количество пропана, кг/ч.;

- теплоемкость пропана при 29°С, Дж/(кг·град),

(Дж/(кг·град), (рис. 5).

- начальная температура смеси, °С.;

- конечная температура смеси, °С..

Общее количество тепла, передаваемое в теплообменнике:

Qобщ = qСН4 + qС2Н6 + qС4Н10+ qС3Н8 =

=6749+1071,6+894,4+457,4=9172,4 Вт.

Определение физических констант охлаждаемого газа.

Плотность смеси при нормальных условиях:

- массовое количество газов, кг/ч;

- количество природного газа, поступающего на охлаждение в теплообменник, м3/ч.

Плотность смеси при рабочих условиях (t = 29°C и атм):

где - давление природного газа в рабочих условиях, атм;

- температура при нормальных условиях, ;

- давление при нормальных условиях, р0 = 760 мм рт.ст. = 101300 Н/м2 = 1 атм;

- средняя разностьтемператур теплого природного газа, °К.

Определим теплоемкость смеси при 29°C.

Влияние давления не учитываем, так как при 23атм. оно незначительно (например, теплоемкости воздуха при 1 и 6 атм отличаются всего лишь на 1%

Теплоемкость смеси:

где - общее количество тепла, передаваемое в теплообменнике, Вт;

- массовое количество газов в кг;

- начальная и конечная температуры природного газа, °C.

Дж/(кг·град).

Определим вязкость смеси:

Влияние давления не учитываем, так как оно незначительно (например, при изменении давления от 1 до 20 атм, вязкость воздуха увеличивается всего лишь на 2%

Таким образом, вязкость смеси:

где - динамический коэффициент вязкости при 29°C, Н·сек/м2·10-7или спз·10-4: для метана = 111,7, для этана = 89,7, для бутана = 76,33 и для пропана = 83

После подстановки получаем:

Определим критерий Прандтля.

Наибольший процент в смеси составляют многоатомные газы. Принимаем приближенное значение критерия Прандтля для смеси такое же, как и для метана:

Определим теплопроводность смеси.

Величину теплопроводность смеси(лсм) находим из выражения критерия Прандтля:

где - критерий Прандля для смеси;

- теплоемкость смеси, Дж/(кг·град);

- вязкость смеси, Н·сек/м2.

т/(м·град).

Определение физических констант нагревающегося газа и его числового расхода.

Нагрев метана:

где - количество метана, кг/ч.;

- теплоемкость метана при -7,1°C,

Дж/(кг·град,Дж/(кг·град), (рис. 5).

- средняя температуру холодного природного газа,, °С..

Нагрев этана:

где - количество этана, кг/ч.кг/ч;

- теплоемкость этана при -7,1°C, Дж/(кг·град),

Дж/(кг·град), (рис. 5).

- средняя температуру холодного природного газа, °С,.

Нагрев бутана:

где - количество бутана, кг/ч.;

- теплоемкость бутана при -1,2°C, Дж/(кг·град),

Дж/(кг·град), (рис. 5).

- средняя температуру холодного природного газа, °С,;

Охлаждение пропана:

где - количество пропана, кг/ч.;

- теплоемкость пропана при -7,1°C, Дж/(кг·град),

(Дж/(кг·град), (рис. 5).

- средняя температуру холодного природного газа, °С,.

Общее количество тепла, передаваемое в теплообменнике нагревающемуся газу:

Теплоемкость нагревающегося газа при средней температуре -7,1°C (аналогично расчету при 19°C):

где - общее количество тепла, передаваемое в теплообменнике нагревающемуся газу, Вт;

- массовое количество газов в кг;

- средняя температуру холодного природного газа,, °С,

Дж/(кг·град).

Расход нагревающегося газа:

,

где - общее количество тепла, передаваемое в теплообменнике, Вт;

- Теплоемкость нагревающегося газа при средней температуре -1,2°C;

- начальная нагревающегося газа, °С, ;

- конечная нагревающегося газа, °С,.

.

В том числе:

Расход метана

где - массовое количество газа, кг/ч;

- расход нагревающегося газа,кг/ч;

- массовое количество газов,кг/ч.

.

Расход этана

.

Расход бутана

.

Расход пропана

.

Плотность смеси при давлении pабс = 23атм:

где - давление смеси в рабочих условиях, атм;

- температура при нормальных условиях, ;

- давление при нормальных условиях, р0 = 760 мм рт.ст. = 101300 Н/м2 = 1 атм;

- плотность смеси при нормальных условиях, кг/м3;

- средняя разность температур холодного газа, °К.

Вязкость смеси при -7,1°C (аналогично расчету при 15°C):

где - динамический коэффициент вязкости при -7,1°C, Н·сек/м2·10-7или спз·10-4. Определим методом интерполяции, используя данные, приведенные в таблице 2: для метана = 111,7, для этана = 93,7, для бутана = 76,33 и для пропана = 83 [12].

, , , - объемные доли компонентов;

, , , - молекулярные массы компонентов;

, , , - критические температуры, °К.

Значения для различных газов приведены в таблице 3.

После подстановки получаем:

Критерий Прандтля Принимаем приближенное значение критерия Прандтля для смеси такое же, как и для метана.

Величину теплопроводность смеси(лсм) находим из выражения критерия Прандтля:

где - критерий Прандля для смеси;

- теплоемкость нагревающегося газа при средней температуре

-7,1°C, Дж/(кг·град);

- вязкость смеси при средней температуре -7,1°C, Н·сек/м2.

Вт/(м·град).

Определение коэффициента теплоотдачи для трубного пространства.

Принимаем, что охлаждаемый газ в количестве 455,8 кг/ч пойдет в трубном пространстве, а нагревающийся газ - в межтрубном; при этом для повышения теплоотдачи в межтрубном пространстве устанавливаются поперечные перегородки.

Допустим, что в трубном пространстве будет достигнуто значение критерия Рейнольдса, соответствующее развитому турбулентному режиму, т. е. Re = 30000.Определим необходимое число труб Ш25Ч2 мм.

В выражение

где - скорость потока, м/с;

- линейный размер, м. Здесь внутренний диаметр трубы 0,021 м;

- плотность, кг/м3;

- динамический коэффициент вязкости, Н·сек/м2. В данном случае для природного газа при средней температуре 29°C;

подставим значение скорости:

где - массовое количество газов, кг/ч,

и определим необходимое количество труб:

Принимаем штук.

Скорость в трубном пространстве при :

где - массовое количество газов, кг/ч,

- плотность смеси при давлении pабс = 23атм;

- площадь поперечного сечения трубного пространства, м2:

Критерий Рейнольдса:

где - скорость потока, м/с;

- линейный размер, м. Здесь внутренний диаметр трубы 0,021 м;

- плотность смеси, кг/м3;

- вязкость смеси при -7,1°C, Н·сек/м2,

Для трубного пространства при развитом турбулентном течении критерий Нуссельта:

где - поправочный коэффициент, учитывающий влияние на коэффициент теплоотдачи отношения длины трубы L к ее диаметру (при турбулентном режиме); (см. табл. 4).

Коэффициент теплоотдачи для трубного пространства:

,

где - теплопроводность охлаждаемого газа.

Определение коэффициента теплоотдачи для межтрубного пространства.

Принимаем теплообменник D = 400 мм с поперечными перегородками в межтрубном пространстве (табл. 5).

Расстояние между перегородками примем h = 300 мм.

Площадь поперечного сечения между соседними перегородками, считая по диаметру кожуха (рис. 8):

Таблица

Расстояния между сегментными перегородками в межтрубном пространстве [9]

Диаметр корпуса теплообменного аппарата, мм

Расстояние между перегородками, мм

Диаметр корпуса теплообменного аппарата, мм

Расстояние между перегородками, мм

159

200

800

400

273

300

1000

500

400

300

1200

600

600

400

1400

700

где - расстояние между перегородками, м;

- диаметр кожуха теплообменника,м;

- диаметр трубок, м.

Скорость газа при поперечном обтекании, считая по диаметру кожуха:

где - расход нагревающегося газа, кг/ч;

- плотность смеси нагревающегося газа, кг/м3;

- площадь поперечного сечения между перегородками, м2,

Критерий Рейнольдса:

где - вязкость смеси нагревающегося газа при -1,2°C, Н·сек/м2·10-7;

- скорость газа при поперечном обтекании, м/с;

- плотность смеси нагревающегося газа, кг/м3;

- диаметр трубок, м.

Для теплоотдачи при поперечном обтекании шахматного пучка труб критерий Нуссельта определяется по уравнению:

где и - критерии Рейнольдса и Прандтля соответственно;

- коэффициент, учитывающий влияние угла атаки ц. Значения коэффициента приведены в табл.

Таблица

Значение коэффициента , учитывающего влияние угла атаки ц

ц,°

90

80

70

60

50

40

30

20

10

,

1

1

0,98

0,94

0,88

0,78

0,67

0,52

0,42

Коэффициент теплоотдачи для межтрубного пространства:

где - теплопроводность нагревающегося газа.

Коэффициент теплопередачи:

где , - коэффициенты теплоотдачи для трубного и межтрубного пространства соответственно, Вт/(м2·град);

- толщина стенки трубы, м.

- теплопроводность стали, Вт/(м2·град) (см. табл.7), Вт/(м2·град);

- загрязнение по обе стороны трубки,

Необходимая поверхность теплообмена:

где - общее количество тепла, передаваемое в теплообменнике, Вт;

- коэффициент теплопередачи, Вт/(м2·град);

- средняя разность температур, град.

Принимаем один теплообменник с поверхностью теплообмена 15,4м2 (Прил. II).

Допускается как правило, превышение стандартной поверхности нормализованного теплообменника над расчётной не более чем 20%.

II. Расчёт тепловой изоляции

Целью расчёта тепловой изоляции является определение необходимой толщины слоя теплоизоляционного материала, покрывающего наружную поверхность теплообменника с целью снижения тепловых потерь и обеспечения требований безопасности и охраны труда при обслуживании теплоиспользующих установок. Температура поверхности слоя изоляции не должна превышать 45°С.

Расчёт толщины теплоизоляционного слоя материала проводят по упрощённой схеме, используя следующие уравнения [8]:

так как , то из этого следует:

где - коэффициент теплоотдачи в окружающую среду, Вт/мІ·К;

- толщина материала изоляции, мм;

- коэффициент теплопроводности материала изоляции, Вт/м·К,);

, , - соответственно температуры наружной стенки аппарата, окружающей среды, наружной поверхности теплоизоляционного материала, °С.

Коэффициент теплоотдачи, который определяет суммарную скорость переноса теплоты конвекций и тепловым излучением для аппаратов, находящихся в закрытых помещениях, при температуре до 150°С можно рассчитать по приближённому уравнению:

Выбираем теплоизоляционный материал - стеклянная вата.

Задаём температуры:

= 30°С,

= 20°С,

=25°С,

= 0,05 Вт/м·К

Рассчитаем значение коэффициента теплоотдачи:

Найдём толщину материала изоляции:

III. Гидравлический расчёт теплообменных аппаратов

Основной целью гидравлического расчёта теплообменных аппаратов является определение затрат энергии на перемещение газа через теплообменник и подбор насоса или вентилятора.

В общем случае мощность N (кВт), потребляемая двигателем насоса рассчитывается по уравнению:

где - объёмная производительность, мі/с;

- потеря давления при течении теплоносителя, Па;

- соответственно коэффициенты полезного действия собственно насоса, передаточного механизма и двигателя.

Объемную производительность рассчитаем по формуле:

где - скорость газа в трубном пространстве, м/с, ;

- площадь проходного сечения одного хода по трубам, мІ,

Рассчитываем полное гидравлическое сопротивление потока теплоносителя.

Уравнение для расчёта гидравлического сопротивления трубного пространства кожухотрубчатого теплообменника:

где - коэффициент трения;

- длина труб, м, ;

- число ходов. ;

- диаметр эквивалентный, м;

- скорость газа в трубном пространстве и в штуцерах, м/с;

- плотность газа, кг/мі;

- ускорение свободного падения, м2/с;

- высота подъема смеси, м.

В турбулентном потоке для зоны смешенного трения коэффициент трения рассчитываем по формуле:

,

где е - относительная шероховатость трубы:

- абсолютная шероховатость трубы (средняя высота выступов микронеровностей на поверхности трубы), мм.

Значения приведены в табл. 10;

- диаметр эквивалентный, мм.

Проверим режим потока в трубном пространстве:

Значение критерия Рейнольдса для трубного пространства, по ранее произведенным расчетам, равно Следовательно, коэффициент трения рассчитаем по формуле:

Определим скорость газа в штуцерах:

где - массовое количество газов, проходящее по трубному пространству, кг/с. ;

- плотность смеси при давлении pабс =23атм, ;

- площадь поперечного сечения потока, м2:

- диаметр условного прохода штуцера, м,

Определим гидравлическое сопротивление трубного пространства кожухотрубчатого теплообменника:

Необходимый напор в метрах столба перекачиваемого газа при заданной подаче (расходе) смеси, перемещаемого насосом:

Предварительно выберем коэффициенты полезного действия для насоса, передачи и электродвигателя.

Если к. п. д. насоса неизвестен, можно руководствоваться примерными значениями, приведенными в табл.

Таблица

Ориентировочные значения к. п. д. насосов

Тип насоса

Центробежный

Осевой

Поршневой

Малая и средняя передача

Большая передача

К.п.д. ()

0,4 - 0,7

0,7 - 0,9

0,7 - 0,9

0,65 - 0,85

К. п. д. передачи зависит от способа передачи усилия. В центробежных и осевых насосах обычно вал электродвигателя непосредственно соединяется с валом насоса; в этих случаях В поршневых насосах чаще всего используют зубчатую передачу; при этом

К. п. д. двигателя зависит от номинальной мощности (табл.).

Таблица

К. п. д. электродвигателей

Номинальная мощность, кВт

0,4 - 1

1 - 3

3 - 10

10 - 30

30 - 100

100-200

> 200

К. п. д.

0,7-0,78

0,78-0,83

0,83-0,87

0,87-0,9

0,9-0,92

0,92-0,94

0,9

И определяем мощность, потребляемую двигателем насоса:

IV. Конструктивно-механический расчёт

В задачу конструктивно-механического расчёта входит определение необходимых геометрических размеров отдельных деталей и узлов, которые определяют конструкцию теплообменного аппарата, его механическую прочность и геометрические размеры.

Расчёт и подбор штуцеров.

Диаметр условного прохода (внутренний диаметр) штуцеров для подвода и отвода теплоносителей рассчитывается на основе уравнения массового расхода:

кожухотрубчатый теплообменник охлаждение газ

откуда

где - скорость течения теплоносителя в штуцере, м/с. м/с;

- массовое количество газов, проходящее по трубному пространству, кг/с. ;

- плотность смеси при давлении pабс =23атм. .

Для охлаждаемого газа:

Для теплоносителя (нагревающегося газа):

Обечайка теплообменного аппарата.

Обечайка - это цилиндрический корпус аппарата, который работает, как правило, под избыточным внутренним или внешним давлением. Толщина стенки обечаек, работающих под внутренним давлением, рассчитывается по уравнению:

где - расчетное давление в аппарате, МПа;

- диаметр обечайки, мм;

- предельно допускаемое напряжение, МПа. Для стали Ст5 МПа;

- коэффициент прочности сварного шва.

Толщина стенки обечайки после вычисления назначается, исходя из условия:

где - прибавка на коррозию, мм,.

Расчетное давление в аппарате:

где - предельно допускаемое напряжение, МПа. Для стали Ст5 МПа.

МПа.

Толщина стенки обечайки:

Толщина трубных решёток.

В среднем толщина трубных решёток составляет от 15 до 35 мм в зависимости от диаметра развальцованных теплообменных труб и конструкции теплообменника. Это связано с тем, что напряжения, под действием которых находится и работает трубная решетка, определяется не только давлением рабочей среды, но и особенностями конструкции аппарата.

Ориентировочно толщину трубных решёток можно принять равной:

где - диаметр труб, мм.

В случае вальцованных соединений с наружным диаметром труб более 19 мм минимальный шаг расположения труб получают по условию:

Примем фактический шаг размещения труб равным .

Причем ширина простенка (мм) должна быть, в свою очередь, связана условием:

где dh - наружный диаметр трубы, мм;

- принятый шаг расположения труб, мм.

Большее значение шага выбирают для труб меньшего диаметра.

Внутренний диаметр корпуса аппарата при расположении труб по сторонам правильных шестиугольников определяют по выражению:

где - число труб, расположенных по диагоналям наибольшего шестиугольника.

Размещаем трубы по сторонам правильных шестиугольников (по вершинам равносторонних треугольников). На диагонали наибольшего из них расположится:

где - общее число труб в теплообменнике.

Зная количество труб, расположенных на диагонали наибольшего шестиугольникаопределяют количество труб, расположенных на его стороне , а именно:

Внутренний диаметр кожуха аппарата:

Найденный диаметр аппарата округляется до ближайшего из рекомендованных унифицированных размеров.

Список использованной литературы

1. Петрухин В.В., Петрухин С.В. Справочник по газопромысловому оборудованию. - М.: Инфра-Инженерия, 2010. - 928 с.

2. Скабло А.И. и др. Процессы и аппараты нефтегазопереработки и нефтехимии: Учебник для вузов. - М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2000. - 677 с.

3. Снарев А.И. Расчеты машин и оборудования для добычи нефти и газа. - М.: Инфа-Инженерия, 2010.

4. Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин - Калининград: Янтарный сказ, 2002.

5. ГОСТ 53677-2009 (ИСО 168122007) - Нефтяная и газовая промышленность. Теплообменники кожухотрубчатые.

6. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. /Н.Б. Варгафтик и др. - М.: Наука, 1972. - 721 с.

7. Варгафтик Н.Б. Теплофизические свойства веществ.: М., Гоэнергоиздат, 1957. - 785 с.

8. Гусев В.П., Гусева Ю.А. Физико-химические и термодинамичекие свойства веществ. Справочник. Томск, изд. ТХТК, 1994. - 69 с.

9. Григорьев В.А. и др. Краткий справочник по теплообменным аппаратам. -М.: Энергия, 1962. -256 с.

10. Каспарьянс К.С. и др. Процессы и аппараты для объектов промысловой подготовки нефти и газа. -М.: Недра, 1997. - 254 с.

11. Кузнецов А.В. и др. Расчет процессов и аппаратов нефтеперерабатывающей промышленности. -Л.: Химия, 1971. - 337 с.

12. Никольский Б.П. Справочник химика. Т.5. -М.: Химия, 1968. - 976 с.

13. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию/Под ред. Ю.И. Дытнерского. М.: Химия, 1991. - 496 с.

14. Павлов К.Ф., Романков Н.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Уч.пос. для вузов/Под ред. Чл.-корр. АН СССР П.Г. Романкова. - 10-е изд., перераб. И доп. - Л.: Химия, 1987. - 578 с.

15. Справочник по теплопроводности жидкостей и газов. / Н.Б. Варгафтик и др. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 352 с.

16. Романков П.Г., Фролов В.Ф., Флисюк О.М., Курочкина М.И. Методы расчета процессов и аппаратов химической технологии (примеры и задачи). - СПб.: Химия, 1993. - 496 с.

17. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. - М.: Машиностроение, 1992.

18. Криворот А. С. Конструкции и основы проектирования машин и аппаратов химической промышленности. - М.: Машиностроение, 1992. - 400 с.

19. Гальперин Д.М., Миловидов Т.В. Технология монтажа, наладки и ремонта оборудования пищевых производств. - М.: Агропромиздат, 1990. - 399 с.

20. Клушанцев Б.В., Косарев А.И., Муйземнек Ю.А. Дробилки. Конструкции, расчет, особенности эксплуатации. - М.: Машиностроение, 1990. - 320 с.

21. Общий курс процессов и аппаратов химической технологии. В 2-х книгах. / Под общей ред. В.Г. Айнштейна. - М.: Химия, 2002. - 1760 с.

22. Справочник по теплообменным аппаратам. / П.И. Бажан, Г.Е.Каневец, В.М.Селиверстов. - М.: Машиностроение, 1989. - 365 с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Тепловой баланс, гидравлический расчет кожухотрубчатого теплообменника, тепловая нагрузка аппарата. Расчет площади теплообменника и подбор коэффициентов теплопередачи. Расчет параметров и суммарная площадь для трубного и межтрубного пространства.

    курсовая работа [178,8 K], добавлен 09.07.2011

  • Характеристика и классификация теплообменных аппаратов. Проект горизонтального кожухотрубчатого теплообменника для конденсации перегретого пара; тепловой, гидравлический и механический расчеты; определение толщины тепловой изоляции; техника безопасности.

    курсовая работа [176,2 K], добавлен 13.08.2011

  • Применение тепловых процессов, связанных с нагреванием, охлаждением, испарением и конденсацией. Осуществление непрерывного процесса нагревания органической жидкости. Общие сведения о теплообменных процессах. Расчет кожухотрубчатого теплообменника.

    курсовая работа [358,6 K], добавлен 23.01.2022

  • Проектирование рекуперативных теплообменных аппаратов. Тепловой конструктивный расчёт рекуперативного кожухотрубчатого теплообменника, а также тепловой расчёт пластинчатого теплообменника. Расчет гидравлических сопротивлений при движении теплоносителей.

    курсовая работа [562,3 K], добавлен 29.12.2010

  • Технологическая схема теплообменной установки. Схема движения теплоносителей. Конструктивные характеристики теплообменника, его тепловой, гидравлический, механический расчет. Оценка тепловой изоляции. Расчет и выбор вспомогательного оборудования.

    курсовая работа [591,2 K], добавлен 10.04.2017

  • Проект горизонтального кожухотрубчатого теплообменника для конденсации и охлаждения паров уксусной кислоты. Технологический расчет коэффициента теплопередачи, конденсатора, определение площади поверхности теплообмена. Подбор шестиходового теплообменника.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 18.09.2014

  • Тепловой, механический, конструктивный и гидравлический расчет теплообменника, который предназначен для проведения теплообменных процессов: нагревания, охлаждения, конденсации испарения. Определение гидравлического сопротивления трубного пространства.

    курсовая работа [393,7 K], добавлен 17.05.2011

  • Основные виды теплообменных аппаратов, применяемых в химической промышленности. Основы процесса, протекающего в кожухотрубчатом теплообменнике. Расчет энтальпии нефти на выходе в теплообменник, тепловой баланс и противоточная схема процесса теплообмена.

    курсовая работа [735,3 K], добавлен 07.09.2012

  • Расчет кожухотрубчатого теплообменника, средней разницы температур между теплоносителями, объемного и массового расхода теплоносителя, тепловой нагрузки на аппарат, массового и объемного расхода хладагента. Теплофизические свойства теплоносителей.

    контрольная работа [342,0 K], добавлен 08.10.2008

  • Цикл с дросселированием и предварительным внешним охлаждением. Полезная удельная холодопроизводительность компрессора. Расчет теплообменника дроссельной ступени и ступени предварительного охлаждения. Определение коэффициента теплоотдачи.

    курсовая работа [1,4 M], добавлен 06.06.2013

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.