- •1. Этапы и основные положения конструирования
- •Этапы конструирования
- •1.2. Документы надзора и качества конструирования
- •Классификация теплообменного оборудования
- •2.1. Рекуперативные аппараты
- •Поперечные и продольные шаги труб в конвективных поверхностях нагрева
- •2.2. Регенеративные аппараты
- •Характеристика различных насадок
- •Классификация струйных аппаратов
- •3. Основные принципы конструкторских расчетов
- •3.1. Тепловые расчеты
- •Теплопроводность материалов
- •3) Число Нуссельта считается безразмерным коэффициентом теплоотдачи и определяется по формуле
- •3.2. Гидро- и аэродинамические расчеты
- •Потеря напора на ускорение
- •3.3. Коэффициенты сопротивления трения в каналах разной формы при турбулентном течении
- •В области квадратичного закона сопротивления
- •Для кольцевого зазора с эксцентриситетом
- •3.4. Коэффициенты сопротивления при поперечном обтекании трубных пучков
- •Значение коэффициента с
- •3.5. Расчет на прочность
- •3.5.6. Прибавка к толщине стенки. Суммарная прибавка к толщине элемента конструкции определяют как
- •Значения прибавки на коррозию с2
- •Значения прибавки на минусовой допуск с11 на листы
- •Значение прибавки на минусовой допуск с11 на трубы
- •Значения коэффициентов m1 m2 m3
- •3.5.8. Снижение прочности одиночным отверстием. Одиночным отверстием считается отверстие, кромка которого удалена от кромки ближайшего отверстия по срединной поверхности на расстояние более
- •3.5.9. Снижение прочности рядом отверстий. Под рядом отверстий понимают отверстия, расстояние между кромками которых не превышают значения
- •Значения коэффициентов снижения прочности сварных соединений
- •4. Компоновочные решения
- •4.1. Одно- и многокорпусное исполнение оборудования
- •4.2. Одно- и многоходовое исполнение оборудования
- •4.3. Размещение сред
- •5. Конструирование трубчатки
- •5.1. Прямые и u-образные трубки
- •5.2. Прямые и эвольвентные ширмы, в том числе п- и l- образные
- •5.3. Витые змеевики
- •5.4. Спираль Архимеда
- •5.5. Пластинчатые теплообменники
- •5.6. Обратный элемент
- •6. Интенсификация теплообмена
- •6.1. Интенсификация теплообмена при вынужденной конвекции жидкости
- •6.2. Интенсификация теплообмена при вынужденной и естественной конвекциях газов
- •Конструкции основных интенсификаторов
- •6.3. Обоснование высоты ребра интенсификатора
- •7. Проблемы конструирования трубчатки
- •7.1. Заделка трубок в коллектор
- •7.2. Компенсация температурных расширений
- •Некоторые значения температурных коэффициентов объемного и линейного расширения
- •Основные конструктивные решения по компенсации температурных расширений
- •В гибких элементах тороидального сечения напряжения определяются по формуле
- •7.3. Дистанционирование трубчатки
- •Основные способы дистанционирования
- •8. Вибрация элементов энергетического оборудования
- •8.1. Основные понятия о колебаниях
- •Постоянные Cn для однородных балок с одинаковой длиной пролетов
- •Вынуждающие вибрацию силы
- •8.3. Вибропрочность и сейсмостойкость оборудования
- •9. Проблемы загрязнения оборудования
- •Процессы и динамика загрязнения
- •Содержание взвешенных частиц, в зависимости от времени года
- •Обобщенный коэффициент проводимости определяется по формуле
- •9.2. Методы прогнозирования отложений на теплообменных поверхностях
- •9.3. Диагностика ресурсов работы теплообменного оборудования
- •9.4. Методы борьбы с отложениями в энергетическом оборудовании
- •Технические характеристики ультразвуковых установок
- •10. Моделирование теплообменного оборудования
- •10.1. Основные принципы моделирования и критерии подобия
- •10.2. Гидродинамическое подобие
- •Число Эйлера для сжимаемой жидкости
- •10.3. Тепловое подобие
- •Показатель адиабаты и число Прандтля для газов в зависимости от числа атомов в молекуле
- •Значения числа Pr для некоторых сред
- •10.4. Диффузионное подобие
- •Запишем это уравнение в безразмерном виде
- •Значения числа для некоторых сред
- •10.5. Подобие некоторых частных случаев переноса
- •10.6. Некоторые обобщения подобий
- •Физические величины, определяющие теплообмен между потоком теплоносителя и стенкой трубы
- •Сводная таблица чисел подобия
- •8. Вибрация элементов энергетического оборудования
- •8.1. Основные понятия о колебаниях
- •Вынуждающие вибрацию силы
- •8.3.Вибропрочность и сейсмостойкость оборудования.
1.2. Документы надзора и качества конструирования
При конструировании используют большое количество различных нормативных документов:
Государственные стандарты ГОСТы, отраслевые ОСТ, стандарты предприятий СТП.
Стандарты научно-технических обществ и объединений (РД, РТМ, МРТУ и т.д.).
Нормы, правила.
Техническую литературу и справочники [4].
Прежде, чем приступить к конструированию, конструктор должен быть аттестован на знание следующих ГОСТов, норм и правил: Единой системы конструкторской документации (ЕСКД), Государственной системы стандартизации (СС), Единой системы технологической документации (ЕСТД), Системы технологической подготовки производства (СТПП), Государственной системы измерений (ГСИ).
Набор правил зависит от объекта конструирования, его технической принадлежности. Например, является ли он элементом атомной станции, нефтегазовой промышленности, производством взрывоопасных веществ или бытовой техники. В России можно выделить две системы правил, определяющих уровень требований к качеству и надежности конструируемого, монтируемого или эксплуатируемого оборудования:
- Госгортехнадзор России, предусматривает надзор за подъемно-транспортными машинами (кранами, лифтами, фуникулерами и др.); химическими технологиями; котельным оборудованием и сосудами давления. Российской системе Госгортехнадзора более 150 лет, с ней связано развитие промышленности в России. Она построена на технических просчетах прошлых лет и последних достижениях науки.
- Госатомнадзор России, предусматривает надзор за оборудованием и технологиями предприятий, связанных с оборотом радиоактивных веществ. К ним относятся: атомные электрические станции; заводы по изготовлению свежего и переработке отработавшего ядерного топлива, по производству радиоактивных изотопов, необходимых в промышленности и в медицине: предприятия по производству ядерного оружия. Госатомнадзор сравнительно молодая система, в начале 80-х гг. отпочковавшаяся из системы Госгортехнадзора СССР. Эти структуры выпускают соответствующие нормы и правила.
Основные правила в структуре Госгортехнадзора России:
Правила котлов (или правила устройства паровых котлов, сосудов давления и трубопроводов) включают в себя следующие требования: к конструкции, материалам, изготовлению и монтажу, арматуре и контрольно-измерительным приборам; к водным режимам, питательным устройствам; к помещениям, их содержанию, обслуживанию, надзору, регистрации, освидетельствованию и разрешению на эксплуатацию; к расследованию аварий и несчастных случаев; к содержанию тепловых сетей и оснащению электростанций.
Правила технической эксплуатации станций, электросетей (заземляющих устройств, распределительных устройств, защиты от перенапряжений и т.д.).
Правила устройства и эксплуатации оборудования газовых хозяйств.
Инструкции по молниезащите зданий и сооружений.
Правила устройства и безопасной эксплуатации взрывопожароопасных производств.
Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов и другие.
Основные правила Госатомнадзора России:
Основные положения (ПН АЭГ-7-009-89) оборудования и трубопроводов атомных энергоустановок предусматривают сборку и наплавку; сварочные материалы, требования к сварочному оборудованию и персоналу; термическую обработку; исправление дефектов; маркировку.
Правила контроля (ПН АЭГ-7-010-89) оговаривают категорию сварных соединений; аттестацию сварщиков и получение разрешения на этот вид работы, аттестацию контролеров и требования к средствам контроля; методы и объемы неразрушающего и разрушающего контроля и т.д.
Правила устройства и безопасной эксплуатации оборудования и трубопроводов атомных энергоустановок.
Санитарные правила проектирования АЭС и эксплуатации (СПАЭС 79).
Нормы расчета на прочность [3].
Техническая литература:
Справочники конструктора, в том числе, сборники сортаментов труб, металлопроката, изделий машиностроения, например - Анурьев «Справочник конструктора машиностроения», Орлов «Справочник конструктора» С. Л. Ривкин и А. А. Александров «Теплофизические свойства воды и водяного пара» и др.
В настоящее время в России широко внедряется системы качества развитых стран. Например в США –– американское общество инженеров-механиков (ASME). Европейская система качеств ИСО – 9000.
