Кожухотрубний теплообмінник
Задача розрахунку і конструювання кожухотрубного теплообмінника з компенсатором, в якому відбувається конденсація етанолу водою. Опис та обґрунтування обраної конструкції. Проведення розрахунків, що підтверджують працездатність і надійність конструкції.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 26.03.2015 |
| Размер файла | 742,8 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/
Зміст
- Вступ
- 1. Найменування та галузь застосування розроблюваного апарата
- 2. Технічна характеристика
- 3. Опис та обґрунтування обраної конструкції
- 3.1 Огляд апаратного оформлення даного та аналогічних технологічних процесів
- 3.2 Опис та обґрунтування конструкції апарата, його основних вузлів та деталей
- 3.3 Вибір матеріалів для виготовлення основних вузлів та деталей апарату
- 3.4 Відповідність розроблювального апарата вимогам техніки безпеки та промислової санітарії
- 4. Розрахунки, що підтверджують працездатність і надійність конструкції
- 4.1 Тепловий розрахунок
- 4.2 Конструктивний розрахунок
- 4.3 Гідравлічний розрахунок
- 5. Вибір насоса для перекачування рідини в трубному просторі апарата
- Висновки
- Перелік посилань
Вступ
Більшість процесів хімічної технології протікають в заданому напрямку тільки при певній температурі, яка досягається підводом або відводом теплоти. Теплообмінними апаратами, чи теплообмінниками, називаються пристрої для передачі теплоти від одних середовищ до інших.
Основну групу теплообмінних апаратів, що застосовуються в промисловості, складають поверхневі теплообмінники, в яких теплота від гарячого носія передається холодному теплоносію через розділяючи їх стінку. Іншу групу складають теплообмінники змішування, в яких теплота передається при безпосередній взаємодії холодного та гарячого теплоносіїв. У хімічній технології теплообмінні апарати застосовуються для нагрівання й охолодження речовин у різних агрегатних станах, випарювання рідин і конденсації пар, перегонки і сублімації, абсорбції й адсорбції. За способом передачі теплоти розрізняють теплообмінні апарати поверхневі і змішувальні. У першому випадку передача теплоти відбувається через розділяючі тверді стінки, у другому - безпосереднім контактом (змішуванням) нагрітих і холодних середовищ (рідин, газів, твердих речовин).
При проектуванні теплообмінних апаратів необхідно враховувати: дотримування умов протікання процесу, більш високий коефіцієнт теплопередачі, стійкість поверхні теплообміну до корозії, зручність чистки апарату, економічне використання матеріалу.
Кожухотрубні теплообмінники можуть бути вертикальними, горизонтальних і похилими відповідно до вимог технологічного процесу або зручності монтажу. Залежно від температурних подовжень трубок і корпуса застосовують кожухотрубні теплообмінники твердої, напівтвердої й нежорсткої конструкції. В промисловості використовуються теплообмінники, що виготовлені з вуглецевих та легованих сталей, міді, латуні, титану, а також неметалічних матеріалів, наприклад, графіту, тефлону.
В даній курсовій роботі вирішується задача розрахунку і конструювання кожухотрубного теплообмінника з компенсатором, в якому відбувається конденсація етанолу водою.
кожухотрубний теплообмінник конденсація етанол
1. Найменування та галузь застосування розроблюваного апарата
Процеси теплообміну мають велике значення в хімічній, енергетичній, металургійній, харчовій, нафтохімічній та інших галузях промисловості.
Теплообмінні апарати кожухотрубні з нерухомою трубчаткою та кожухотрубні з температурним компенсатором на кожусі застосовуються в тих випадках, коли не має необхідності в механічному очищенні міжтрубного простору (очищення від осаду можливо тільки для міжтрубного простору). Тому в трубний простір подають ту рідину (воду або водні розчини), які при нагріванні або випаровуванні можуть виділяти нерозчинний осад на стінках труб, а в міжтрубний простір подають чисту рідину або конденсуючи пар.
В даному теплообміннику відбувається процес конденсації етанолу водою. Один із теплоносіїв, в нашому випадку етанол, рухається в міжтрубному просторі, а вода - в трубах
Стабільність роботи теплообмінника досягається деяким збільшенням простору теплообміну в порівнянні з розрахованою, що забезпечує стійкі показники роботи теплообмінника в умовах поступового забруднення стінок труб.
2. Технічна характеристика
1. Апарат призначено для конденсації етанолу водою.
2. Масова продуктивність етанолу, кг/с 1,7
3. Температура,°С:
3.1 пари етанолу 78,4
3.2 конденсату на виході з апарата 20
3.3 води:
а) на вході в апарат 10
б) на виході з апарата 18
4. Середовище в апараті:
4.1 у трубному просторі - вода, яка охолоджує етанол (нетоксична, неагресивна, пожежовибухобезпечна);
4.2 у міжтрубному просторі - пара етанолу.
5. Робочий тиск, МПа:
5.1 у трубному просторі 0,1
5.2 у міжтрубному просторі 0,1
6. Поверхня теплообміну, м2 98,01
7. Місткість, м3:
7.1 у трубному просторі 0,498
7.2 у міжтрубному просторі 1, 197
8. Габаритні розміри, мм:
8.1 довжина 6890
8.2 висота 990
8.3 ширина 600
9. Маса сухого апарата, кг 2100
3. Опис та обґрунтування обраної конструкції
3.1 Огляд апаратного оформлення даного та аналогічних технологічних процесів
Найбільш поширені поверхневі теплообмінники, а їх конструкції дуже різноманітні. Конструкція апарата повинна задовольняти певним вимогам, які залежать від конкретних умов перебігу процесу.
Вибираючи апарат необхідно також брати до уваги простоту і компактність конструкції. Зазвичай конструкції не задовольняють повністю всім вимогам і тому знаходять певні компромісні варіанти.
Найпростішим являється одноходовий кожухотрубний теплообмінник, який складається з кожуха та приварених до нього трубних решіток. В трубних решітках закріплений пучок труб. Найбільш поширене розміщення труб в трубних решітках - по вершинам правильних шестикутників. Але використовуються і інші - по вершинам квадратів та по концентричним колам. До трубних решіток кріпляться кришки. Одне з середовищ рухається у трубному просторі, а інше - в міжтрубному просторі. Середовища зазвичай направляють протитоком один до одного.
Багатоходові (по трубному простору) кожухотрубні теплообмінники застосовуються в основному в якості парових підігрівачів рідин та конденсаторів. Саме в таких випадках взаємне направлення теплоносіїв не призводить до зниження середньої рушійної сили в порівнянні з протитоком. У тих випадках, коли в період пуску або зупинки апарата корпус і труби його мають різні за розміром подовження, передбачаються температурні компенсатори. Необхідність в температурному компенсаторі обумовлюється, як різницею температурних подовжень, так і умовами циклічності, які очікуються в процесі експлуатації. Існують такі типи компенсаторів: з плоскими кільцями; з отбортованих кілець; сегментні; лінзові; з отбортованих випукло - вигнутих кілець; тороїдальні; сильфони; тороїдальні сильфони, розраховані на високий тиск [6].
Важливим фактором, що впливає на вибір типу теплообмінника, є вартість його виготовлення та експлуатації.
Теплообмінні апарати всіх типів повинні працювати при оптимальному тепловому режимі, який відповідає поєднанню заданих продуктивності та інших показників технологічних умов з мінімальними витратами теплоти.
3.2 Опис та обґрунтування конструкції апарата, його основних вузлів та деталей
Основними елементами кожухотрубних теплообмінників є труби, трубчатка, корпус, кришки, патрубки (рисунок 3.2.1).
Двоходовий теплообмінник працює за принципом протитоку. Це призводить до покращення рушійної сили теплопередачі.
1 - трубчатка, 2 - трубні решітки, 3 - труби, 4 - кришка, 5 - лінзовий компенсатор, 6 - камера розподілювальна, 7 - поперечна перегородка, 8 - опори. I - вхід і вихід води, II - вхід і вихід етанолу
Рисунок 3.2.1 - Кожухотрубний теплообмінник з лінзовим компенсатором
Труби в решітках рівномірно розміщені по периметру правильного шестикутника. Метою такого розміщення труб є забезпечення можливого найбільш компактного розміщення необхідної поверхні теплообміну всередині апарата.
До складу корпуса апарата входять також днище та кришки, які приєднуються до обичайки і часто виконуються з однакового матеріалу. При необхідності встановлюють додаткові пристрої. Так, наприклад, лінзовий компенсатор, який являє собою пару напівсферичних (або еліптичних, отбортованих і чашовидних) елементів зварюваних разом або зв'язаних кільцем. Як правило діаметр цих кілець повинен бути на 200 мм більше діаметра кожуха. Такий компенсатор витримує невелику напругу.
Труби, переважно циліндричні й у більшості випадків із пластичних матеріалів, у хімічному апаратобудуванні мають дуже широке застосування.
Одним з основних елементів таких апаратів є трубчатки, що представляють собою перегородки, в яких закріплюються труби і якими трубний простір відокремлюється від міжтрубного. За формою трубні ґратки бувають круглі, кільцеві та прямокутні. Найбільше поширення мають круглі ґратки, що можуть бути плоскими, сферичними й еліптичними.
Конструкція вузла з'єднання трубної ґратки з обичайкою або корпусом залежить від конструкції апарата. Кришки та днища приєднуються до обичайки за допомогою фланцевих з'єднань.
Оскільки середня різниця температур труб і кожуха в теплообміннику значна, то труби і кожух подовжуються неоднаково. Це викликає значне напруження в трубних решітках, що може порушувати цілісність з'єднання труб з решітками. Тому для зменшення температурних деформацій використовуємо кожухотрубний теплообмінник з лінзовим компенсатором.
3.3 Вибір матеріалів для виготовлення основних вузлів та деталей апарату
При виборі матеріалів для апаратів, що працюють під тиском при низьких і високих температурах, необхідно враховувати, що механічні властивості матеріалів істотно змінюються в залежності від температури. Як правило, властивості міцності металів і сплавів підвищуються при низьких температурах і знижуються при високих.
Беручи до уваги властивості і параметри (температура, тиск) робочих середовищ в апараті для виготовлення металевих елементів апарата, які контактують з оброблювальними середовищами (теплоносіями) використовуємо сталь 12Х18Н10Т ГОСТ 5632-72. А для решти металевих елементів використовуємо конструкційну вуглецеву сталь звичайної якості марки Ст3 ГОСТ 380-94.
Для виготовлення ущільнювальних прокладок фланцевих з`єднань використовуємо пароніт маслобензотривкий ПМБ ГОСТ 481-80.
Для виготовлення кріпильних елементів використовуємо конструкційну вуглецеву сталь підвищеної якості марки Сталь 35 ГОСТ 1050-88.
3.4 Відповідність розроблювального апарата вимогам техніки безпеки та промислової санітарії
Теплообмінник являє собою апарат, який працює під тиском. Основною небезпекою при роботі таких апаратів є можливість їх пошкодження при фізичному вибуху середовища. Під фізичним вибухом розуміють миттєву дію сили раптового адіабатичного розширення газу (пару), яке супроводжується виділенням механічної енергії і створенням вибухової хвилі.
Причинами аварій можуть бути: невідповідність конструкції максимально допустимому тиску і температурному режиму; перевищення тиску в апараті; зниження механічної міцності апарата (корозія, внутрішні дефекти металу, місцеве перегрівання); відсутність необхідного технічного нагляду.
Для запобігання вище названих причин теплообмінний апарат має відповідати вимогам безпеки. Відповідно до стандарту ГОСТ 12.2.003-91 виробниче обладнання повинно забезпечувати вимоги безпеки при монтажі, експлуатації, ремонті, транспортуванні і зберіганні, при використанні окремо або в складі комплексів та технологічних систем.
Виробниче обладнання в процесі експлуатації не повинно забруднювати навколишнє середовище викидами шкідливих речовин вище встановлених норм; повинно бути пожежо- та вибухобезпечним; не повинно викликати небезпеку в результаті дії вологи, сонячної радіації, механічних коливань, високих та низьких тисків та температур, агресивних речовин і інших факторів.
Вимоги безпеки висуваються обладнанню протягом всього терміну його використання. Власне безпека виробничого обладнання повинна забезпечувати наступним вимогам:
правильним вибором принципів дії, конструктивних схем, безпека елементів конструкції, матеріалів та інше;
застосуванням в конструкції засобів механізації, автоматизації і дистанційного керування;
застосуванням в конструкції спеціальних засобів захисту;
виконанням ергономічних вимог;
включенням вимог безпеки в технічну документацію, ремонт, транспортування і зберігання.
Згідно з вимогами на всі основні групи виробничого обладнання розробляються стандарти вимог, які включають наступні вимоги:
а) вимоги безпеки до основних елементів конструкції і системи керування, обумовленні особливостями призначення, пристрою та роботи даної групи виробничого обладнання і його складових частин:
попередження або обмеження можливого впливу небезпечних та шкідливих виробничих факторів до регламентованих рівнів;
усунення причин, що призводять до виникнення небезпечних та шкідливих факторів;
будова органів керування та інші вимоги.
б) у стандартах на окремі групи виробничого обладнання вказуються:
рухомі, струмоведучі та інші ведучі частини, що придатні до огородження;
допустимі значення шумових характеристик і показників вібрації, методи їх визначення і засоби захисту від них;
допустимі рівні випромінювань і методи їх контролю;
допустимі температури органів керування і зовнішніх поверхонь виробничого обладнання;
допустимі зусилля на органи керування;
наявність захисних блокувань, тормозних пристроїв і інших засобів захисту.
в) вимоги до засобів захисту, що входять в конструкцію, що обумовленні особливостями конструкції, розташування, контролю роботи і застосовуючи засобів в тому числі вимог до захисних огород, екранів і засобів захисту від ультразвуку, іонізуючих та інших випромінювань; до засобів видалення з робочої зони речовин з небезпечними та шкідливими властивостями; до захисний блокувань; засобів сигналізації; до сигнального зафарбованого виробничого обладнання і його складовий частин; до попереджувальний написів.
г) вимоги безпеки, що визначаються особливостями монтажних і ремонтних робіт, транспортування та зберігання, характерні для груп виробничого обладнання, що забезпечує безпеку виконання вказаних робіт,
в тому числі до пристрою, що використовується для підйому і транспортування.
4. Розрахунки, що підтверджують працездатність і надійність конструкції
4.1 Тепловий розрахунок
Мета розрахунку: визначення площі поверхні теплообміну, а також основних розмірів теплообмінного апарата.
Вихідні дані: речовина, що конденсується - етанол; витрати пари етанолу - 1,7 кг/с; охолоджувальний агент - вода; витрати теплоти крізь зовнішню поверхню теплообмінника складають 3,5 % від корисно витраченої теплоти.
1) Температурні умови процесу.
Температурна схема:
|
20 < 78,4 |
|
|
10 > 18 |
|
|
Д tм = 10°С Д tб = 60,4°С |
Середня різниця температур:
° C (4.1)
Середня температура етанолу:
tср. е = tконд - Дtср = 78,4 - 28,05 = 50,34°С.
Середня температура охолоджуваної води:
tср. в = (tв2 - tв1) /2= (18-10) /2 = 14°С. (4.2)
2) Теплове навантаження.
Витрати теплоти на конденсацію етанолу складають:
Вт, (4.3)
де rт = 962567 - теплота конденсації етанолу [7].
Враховуючи втрати теплоти 3,5 % через зовнішню поверхню теплообмінника отримаємо:
Q = 0,965Qт = 1,035•16,3• = 15,7• Вт. (4.4)
Витрати охолоджувальної води.
, (4.5)
де с = 4190 - питома теплоємність води при tср. в [1].
3) Визначення режиму руху води у трубах.
Розрахуємо, яка кількість труб 25х2 мм необхідна на один хід у трубному просторі при турбулентному режимі руху води. Приймемо критерій Рейнольдса Re = 15000.
, (4.6)
де в = 0,9•10-3 Па•с - в'язкість води при tср. в [1].
Орієнтовне значення коефіцієнта теплопередачі в конденсаторах парів органічних речовин К=550 [1]. Тоді, необхідна площа поверхні конденсатора:
мІ (4.7)
За ГОСТ 15122 - 79 [1] візьмемо двоходовий теплообмінник з діаметром кожуху D = 600 мм та загальним числом труб nзаг = 240. Таким чином кількість труб на один хід дорівнює
n1 .
Знайдемо критерій Рейнольдса для вибраного теплообмінника:
(4.8)
Так, як Re > 10000, то у трубах буде турбулентний режим руху води.
4) Визначення коефіцієнта тепловіддачі для води.
Приймемо, що . Після розрахунку питомого теплового навантаження потрібно буде зробити перевірку цього допущення.
, (4.9)
де лв = 56,98 •10-2 - теплопровідність води при tср. в [1],
Pr = 8 - критерій Прандтля при tср. в [1].
5) Визначення коефіцієнта тепловіддачі для етанолу.
Приймемо, що довжина труб складає L = 6 м.
, (4.10)
де е = 0,58 - коефіцієнт, який залежить від розташування труб в теплообміннику і розрахункової кількості труб nв, еt = 1 - коефіцієнт, що враховує залежність фізичних властивостей конденсату від температури, с = 736,52 - густина етанолу при [3], е = 0,45• Па•с - динамічна в'язкість етанолу при [1]. rе = 962567 - теплота конденсації етанолу [7]
6) Визначення термічного опору стінки труби і її забруднення.
, (4.11)
де = - забруднення з боку етанолу, що конденсується [1],
= - забруднення з боку охолоджувальної води [1],
lст = 0,002 м - товщина стінки труби,
лст = 17,5 - теплопровідність стінки з нержавіючої сталі [1].
7) Визначення коефіцієнта теплопередачі.
В даному випадку для труби 25х2 мм відношення . Тому, з достатньою точністю, можна розрахувати коефіцієнт теплопередачі за формулою плоскої стінки:
(4.12)
8) Питоме теплове навантаження.
. (4.13)
9) Перевірка прийнятого значення .
Визначимо:
°С, (4.14)
tст. в = tср. в + Дtв = 14 + 4,46 = 18,46°С, (4.15)
, (4.16)
де сст. в = 3771 - питома теплоємність води при [1], = 1,5• Па•с - в'язкість води при [1], = 54,07 • - теплопровідність води при [1]. Тоді:
. (4.17)
Коефіцієнт теплопередачі розраховано достатньо точно.
10) Розрахунок площі поверхні теплообмінника.
м2. (4.18)
11) Апарат з L=6 м має площу поверхні теплообміну:
F = dзов. nL = 3,14•0,025•240•6 ? 113 м2. (4.19)
Запас площі поверхні теплообмінника, складає:
.
Запас площі поверхні теплообмінника достатній.
Приймаємо один двоходовий кожухотрубний теплообмінник з внутрішнім діаметром кожуха 600 мм, кількістю труб 240 і довжиною труб L = 6 м.
12) Визначення температури стінки для етанолу.
°С, (4.20)
tст. е = tконд - Дtе = 78,4 - 11,48 = 66,92°С, (4.21)
Середня температура стінки:
°С, (4.22)
що відрізняється від температури кожуха на:
Дtк-тр. = 78,4 - 42,69 = 35,7°С. (4.23)
Так, як різниця температур більша ніж (tк - tт) макс. = 30°С [1], то приймемо апарат типу ТК (ГОСТ 15122-79).
Таким чином, остаточно приймаємо двоходовий кожухотрубний теплообмінник з внутрішнім діаметром кожуха 600 мм, кількістю труб 240 (120 труб на один хід), довжиною труб L=6 м, діаметром трубок Ш 25х2 мм і розрахунковою площею теплообміну F=98,01 м2.
4.2 Конструктивний розрахунок
Мета розрахунку: визначення основних розмірів елементів теплообмінника.
Вихідні дані: теплоносій у трубному просторі - вода; теплоносій в міжтрубному просторі - пара етанолу; масова продуктивність
етанолу - 1,7 ; орієнтована загальна кількість труб - 240; теплообмінні труби - Ш252 мм; крок розташування труб в трубній решітці - t =32 мм.
1) Розміщення труб в трубних решітках.
Для шахового пучка труб зв'язок між загальною кількістю труб на діагоналі (b) і на стороні (а) шестикутника виражається:
n = 3a (a-1) + 1 (4.24)
b = 2a-1
240 = 3а (a-1) + 1
240 = 3а2 - 3а + 1
3а2 - 3а - 239 = 0
D = 2877
a = 10; b = 19
Число перегородок:
zІ = z-1 = 2-1 = 1 шт. (4.25)
В шестикутнику при а = 10 може вміститися
n = 3•10• (10-1) +1=271, (4.26)
без перегородки, але оскільки в даному випадку теплообмінник двоходовий і має одну перегородку, в яку входять 19 трубок, то кількість труб дорівнює 271-19 = 252.
Рисунок 4.2.1 - Схема розміщення труб в трубній решітці
Так як загальне число труб 252, то необхідно виключити 252-240 = 12 труб (по 6 у кожному ході). Після компановки отримуємо 120 трубок у кожному ході.
2) Розрахунок кроку між осями:
t = 1,28dн = 1,28•0,025 = 0,032 м. (4.27)
3) Визначення діаметрів штуцерів.
Об'ємна витрата конденсату:
, (4.28)
де се = 736,52 - густина етанолу при tконд [3].
Діаметр штуцерів для конденсату:
м. (4.29)
Приймемо DN32, Sтр = 3 мм, dзов = 38 мм.
Об'ємна витрата води:
, (4.30)
де = 1000 - густина води при tср [1].
Діаметр штуцерів для води:
м. (4.31)
Приймемо DN150, Sтр = 6 мм, dзов = 159 мм.
Об'ємна витрата етанолу:
, (4.32)
, (4.33)
де - густина пари етанолу за tср.
Діаметр штуцерів для пари етанолу:
м. (4.34)
Приймемо DN250, Sтр = 8 мм, dзов = 273 мм.
4) Вибір фланців.
Оскільки діаметр кожуха становить 600 мм, а тиск 0,1 МПа, то згідно з [10] вибираємо фланцеве з'єднання типу 2 (ГОСТ 28759.2-90): D1 = 720; D2 = 680; D3 = 644; D4 = 652; a = 14; D5 = 643; a1 = 12; b = 25; S = 8; d = 23 мм.
Рисунок 4.2.2 - Фланцеве з'єднання типу 2.
5) Вибір опор апарата. [8]
Маса сухого апарата становить 2100 кг.
Опори обираємо відповідно до діаметра корпуса та маси апарата під час гідравлічних випробувань:
=
= 2100 + 1, 197 • 761,879 + 0,498 • 1000 = 3509 кг. (4.35)
Об'єм трубного простору:
= м3. (4.36)
Об'єм міжтрубного простору:
= м3. (4.37)
Тоді
Н. (4.38)
Навантаження на одну опору:
Н. (4.39)
Виберемо опору типу I виконання А для апаратів з D=600 мм [8].
Рисунок 4.2.3 - Опора горизонтального теплообмінника типу II.
4.3 Гідравлічний розрахунок
Мета розрахунку: визначення швидкості руху води, коефіцієнта тертя та витрат тиску.
Вихідні дані: витрати охолоджуваної води - 50,526 ; загальне число труб - 240, на один хід - 120. Розрахунок швидкості руху рідини у трубах.
. (4.40)
Коефіцієнт тертя л для турбулентного режиму в шорсткуватих трубах.
, (4.41)
де в = Па•с - в'язкість води при tср. в [1].
, (4.42)
де е - відносна шорсткість.
, (4.43)
де Д = 8•10-5 м - абсолютна шорсткість для нових стальних труб [1].
, (4.44)
. (4.45)
Втрати тиску в трубному просторі.
, (4.46)
де жм. с - коефіцієнт місцевого опору потоку в трубному просторі.
, (4.47)
тр1 = 1,5 - вхід та вихід з камери;
тр2 = 2,5 - поворот між ходами;
тр3 = 0,5 - вхід в труби;
тр4 = 1,0 - вихід з труб.
, (4.48)
Па. (4.49)
Таким чином витрати тиску в трубному просторі становлять 4,3*105 Па.
5. Вибір насоса для перекачування рідини в трубному просторі апарата
Мета розрахунку: вибрати насос для перекачування рідини в трубному просторі.
Вихідні дані: масова витрата охолоджувальної води - 50,52 при tср. в=14 0С.
Підберемо насос для перекачування води при температурі 14 оС в апараті. Корисна потужність, яка витрачається на переміщення води крізь трубний простір теплообмінника дорівнює:
,
кВт.
Потужність, яку повинен розвивати електродвигун насоса:
кВт,
де зн = 0,78 - ККД насоса; зпер ? 1 - ККД передачі для центробіжних насосів.
За ГОСТ 22247 - 96 насос, який найбільше відповідає заданим параметрам: марка "Насос центробіжний консольний для води”, для якого при оптимальних умовах роботи продуктивність становить 5,5, Н=20 м, д =0,87. Насос обладнаний електродвигуном з номінальною потужністю Nн =30 кВт, частота обертання валу n = 1450 .
Висновки
У даному курсовому проекті спроектовано горизонтальний кожухотрубний теплообмінний апарат для конденсації парів етанолу водою.
Вибрана та обґрунтована конструкція апарата, виконані тепловий, конструктивний та гідравлічний розрахунки.
За умови заданої продуктивності вибрано двоходовий теплообмінник, діаметром 600 мм з загальною кількістю труб 240, які мають Ш25Ч2 та довжину 6 м. Маса апарату - 3509кг.
Обрано конструкцію та тип насоса для перекачування рідини, яка буде текти крізь трубний простір апарата.
Графічна частина роботи складає один аркуш формату А1 (складальне креслення теплообмінного апарата).
Перелік посилань
1. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. - Л.: Химия, 1987. - 576с.
2. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: Химия, 1971. - 784 с.
3. Механічні, гідромеханічні та масообмінні процеси та апарати: Методичні вказівки до практичних занять з дисципліни "Процеси та апарати хімічної технології” і "Процеси та апарати хімічних і нафтопереробних виробництв” / Укл.: І.О. Мікульонок, Г.Л. Рябцев. - К.: НТУУ "КПІ”, 2000. - 88 с.
4. Михеев М.А., Михеева Н.М. Основы теплопередачи. - М.: Энергия, 1977. - 342 с.
6. Основи проектування насадкових ректифікаційних колон / Під ред.В.Л. Ракицький, І.О. Мікульонок, Г.Л. Рябцев - К.: НМЦВО 2000. - 200с.
7. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей / Н.Б. Варгафтик - М: НАУКА 1972. - 720с.
8. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры / А.А. Лощинский, А.Р. Толчинский. - Л.: Машиностроение, 1970. - 752 с.
9. Пряников В.И. Техника безопасности в химической промышленности. - М.: Химия, 1989. - 288 с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Фізичні основи процесу, опис технологічної схеми, устаткування. Техніко-економічне обґрунтування і опис переваг конструкції кожухотрубного теплообмінника, техніка безпеки при обслуговуванні устаткування. Матеріальний баланс, конструктивний розрахунок.
курсовая работа [3,0 M], добавлен 15.07.2010Опис конструкції кожухотрубного теплообмінника, принципи його функціонування. Вибір матеріалів для виготовлення основних вузлів і деталей виробу, що розроблюється. Особливості параметричного (теплового) розрахунку. Схематичне зображення апарату.
контрольная работа [329,8 K], добавлен 24.04.2016Призначення та область використання конвективної сушарки деревини, її технічна характеристика. Опис та обґрунтування вибраної конструкції сушильної камери. Розрахунки, що підтверджують працездатність та надійність конструкції. Рівень стандартизації.
дипломная работа [2,6 M], добавлен 24.05.2012Проектування випарної установки для випарювання м’ясного бульйону. Розрахунок показників роботи кожухотрубного теплообмінника: теплове навантаження з урахуванням теплових витрат. розрахунок підігрівника, барометричного конденсатора, теплової ізоляції.
курсовая работа [395,0 K], добавлен 22.10.2011Опис зварної конструкції типу кожухотрубчастий теплообмінник та технічних умов на її виготовлення. Заходи спрямовані на зниження металоємності. Технічний контроль якості та виправлення браку. Проектування спеціального механізованого устаткування.
дипломная работа [2,1 M], добавлен 24.02.2013Опис конструкції кожухотрубного апарата. Використання водяної пари як гарячого теплоносія. Тепловий, конструктивний та гідравлічний розрахунок кожухотрубного підігрівача. Розгляд товщини обичайки, штуцерів та днища. Швидкість етанолового спирту в трубах.
курсовая работа [422,4 K], добавлен 20.11.2021Тепловий і гідравлічний розрахунок кожухотрубного теплообмінника. Визначення теплового навантаження та орієнтовної площі. Розрахунок коефіцієнтів тепловіддачі для органічної рідини, води. Визначення сумарного термічного опору стінок, швидкості теплоносія.
курсовая работа [253,7 K], добавлен 10.10.2014Будова та принцип роботи кожухотрубного теплообмінного апарата. Тепловий розрахунок теплообмінника, геометричних розмірів кожуха, днища, фланця. Перевірка міцності і герметичності з’єднань. Способи розміщення та закріплення труб у теплообміннику.
курсовая работа [581,9 K], добавлен 15.01.2014Розрахунок поверхневого протитечійного теплообмінника для підігріву водопровідної води скидною водою. Визначення середньологарифмічного температурного напору, числа і компоновки пластин в апараті. Особливості конструювання добового бака-акумулятора.
контрольная работа [172,3 K], добавлен 06.08.2013Особливості конструкції та умови експлуатації водно-повітряних теплообмінників з біметалічними трубами. Основні переваги використання такого типу труб у якості елементів нагріву. Визначення теплової потужності та економічної ефективності теплообмінника.
курсовая работа [630,4 K], добавлен 20.10.2012
