Міністерство освіти та науки України

Національний технічний університет України

«Київський політехнічний інститут»

Кафедра теплотехніки та енергозбереження

Курсовий проект

з дисципліни «Теплотехнічні процеси та установки»

на тему «Кожухотрубний теплообмінник»

Керівник: Шкляр В.І. Виконала:

Допущено до захисту студентка ІІІ курсу

«___»____________2013 р. групи ОТ-01, ІЕЕ

Захищено з оцінкою Губська О.В

Залікова книжка

______________________ № ОТ-01-04

______________________

______________________

Київ 2013

Зміст

1.Мета та завдання до курсового проекту…………………………………….

2.Технологічна схема теплообмінного апарата та її опис……………………

3.Тепловий розрахунок кожухотрубного рекуперативного теплообмінника

4.Конструктивний розрахунок теплообмінника……………………………...

5.Гідравлічний розрахунок теплообмінника ………………………………….

6.Висновки……………………………………………………………………….

7.Використана література……………………………………………………….

8.Додаток (креслення теплообмінника)………………………………………..

1. Мета та завдання до курсового проекту

Мета:

1)навчити студентів робити теплові, конструктивні та гідравлічні розрахунки кожухотрубного теплообмінника – конденсатора;

2) за результатами розрахунку правильно вибирати стандартизоване основне та допоміжне обладнання.

Завдання:

Розрахувати площу поверхні теплообміну та вибрати стандартний кожухотрубний теплообмінник-конденсатор для нагрівання рідини витратою m_p=42000 кг/год від температури ⁰C до температури ⁰C. Нагрівання рідини відбувається за рахунок конденсації насиченої водяної пари, яка має тиск p=0,48 МПа. Пара подається у міжтрубний простір теплообмінника, а рідина у трубний простір. Приймається, що гарячий та холодний теплоносії рухаються протитоком.

2.Технологічна Схема теплообмінного апарата та її опис

Кожухотрубні теплообмінники через простоту конструкції та надійність є на сьогоднішній день найпоширенішими апаратами серед рекуперативних теплообмінників, що використовуються у промисловості. У промисловості теплообмінні апарати застосовують для нагрівання „гарячим” теплоносієм „холодного” та охолодження або нагрівання різних речовин до заданих параметрів. Гарячим теплоносієм прийнято називати робоче тіло, яке віддає теплоту, а холодним теплоносієм – речовину, що сприймає цю теплоту. В якості гарячого теплоносія (у відповідності до умови завдання) було обрано насичену пару низького тиску, а в якості холодного – водний розчин солі, кислоти або технічну воду.

Рисунок 1.1 Кожухотрубні одно - (а) та багатоходовий - (б) теплообмінники: І - гарячий

теплоносій; II - холодний теплоносій; 1- корпус (обичайка); 2 - трубні решітки; 3 - труби;

4 - кришки; 5 - перегородки у кришках; 6 - перегородки у між трубному просторі.

Вертикальний кожухотрубний теплообмінник, який зображено на рис 1.1, складається з корпусу (1), приварених до нього трубних решіток (2), пучка труб (3), кінці яких закріплені в трубних решітках розвальцюванням або зварюванням. До трубних решіток прикріплюються кришки (4). Один з теплоносіїв рухається в середині труб, а другий - у між трубному просторі. Через малу швидкість руху теплоносіїв одноходові теплообмінники працюють з низьким коефіцієнтом теплопередачі. Тому для збільшення швидкості руху теплоносіїв і інтенсивності теплообміну пучок труб за допомогою поперечних перегородок (5), встановлених на кришках, розділяється на декілька секцій (ходів), по яких теплоносій проходить послідовно у трубному просторі. Швидкість руху теплоносія у міжтрубному просторі підвищують встановленням сегментних перегородок.

У теплообміннику теплоносії рухаються, звичайно, у протилежних напрямках один відносно другого. Робоче тіло, що нагрівається, направляється знизу вгору, а робоче тіло, яке віддає теплоту - у протилежному напрямку. Такий напрямок руху кожної речовини збігається з напрямком, в якому намагається рухатись рідина під впливом зміни її густини при нагріванні чи охолодженні.

3.Тепловий розрахунок кожухотрубного теплообмінника

Тепловий розрахунок теплообмінного апарата, в залежності від вихідних даних, проводять за одною з двох відомих методик: проектною або перевірочною.

Перевірочний тепловий розрахунок виконується у випадку, якщо відома поверхня нагріву теплообмінного апарата і необхідно визначити температури теплоносіїв та кількість переданої теплоти. Крім того, він проводиться для того, щоб відповісти на питання про придатність даної конструкції теплообмінника для використання в конкретних умовах експлуатації.

Проектний (конструктивний) тепловий розрахунок виконується при створенні нових апаратів, метою його є визначення поверхні теплообміну, яка б забезпечувала певне теплове навантаження.