3. Гидравлическое сопротивление теплового аппарата

Скорость жидкости в трубах:

где наружный диаметр стенки теплообменных труб,

плотность,

число ходов

число труб

где высота выступов шероховатостей

наружный диаметр стенки теплообменных труб,

Коэффициент трения:

где скорость жидкости в трубах,

внутренний диаметр трубы,

где шероховатость

Диаметр штуцеров в распределительной камере:

Скорость в штуцерах:

где диаметр штуцера,

плотность,

В трубном пространстве следующие местные сопротивления: вход в камеру и выход из неё , 1 поворот на 180⁰, четыре входа в трубы и четыре выхода из них.

Гидравлическое сопротивление трубного пространства равно:

где длина труб,

число ходов

Число рядов труб, омываемых потоком в межтрубном пространстве:

Принимаем

Диаметр штуцеров в кожухе:

Скорость жидкости в самом узком сечении межтрубного пространства площадью равна:

В межтрубном пространстве следующие местные сопротивления: вход и выход жидкости через штуцера, 22 поворотов через сегментные перегородки и 23 сопротивление трубного пучка при его поперечном обтекании

Сопротивление межтрубного пространства равно:

[2]

4. Механический расчет

4.1 Расчет корпуса теплообменника.

Номинальная толщина стенки корпуса :

,

где P – давление в межтрубном пространстве теплообменника, P=3,2 МПа;

D_вн – внутренний диаметр корпуса, D_вн=0,8м;

σ_доп – допускаемое напряжение для основного материала стенки, МПа;

φ – коэффициент прочности сварного шва, φ=0,7.

В качестве основного материала стенки выбираем низколегированную сталь 12МХ. Для стали 12 МХ при 320⁰С σ_доп=126 МПа.

Толщина стенки корпуса:

м.

Так как в межтрубном пространстве теплообменника среда сернистая, коррозионная, необходимо учесть толщину плакировочного слоя. Материал плакировочного слоя – высоколегированная сталь ОХ13. Толщина 5 мм.

Полная толщина стенки корпуса:

,

где с – прибавка, учитывающая агрессивное действие среды на материал корпуса, м.

м.

Таким образом, корпус изготовлен из двухслойной стали 12МХ+ОХ13, толщина стенки 20 мм.

Толщина трубной решетки теплообменника определяется по формуле:

,

где φ – коэффициент прочности решетки.

Трубная решетка изготовлена из того же материала, что и корпус теплообменника – 12МХ.

σ_доп=126 МПа, φ=0,25.

Толщина трубной решетки:

м.

Толщину трубной решетки теплообменника принимаем 90 мм.