4.3.2. Розрахунок обичайки

Відношення лінійного розміру теплообмінника до внутрішнього діаметру не повинно перевищувати для вертикальних агрегатів Н/D_вн≤30

H/Dвн=1000/400=2, 5<30

_{При відсутності отворів в стінці або при повністю укріплених отворах φ=φш=0,75.}

_{Номінальну розрахункову товщину стінки циліндричних металевих обичайок визначають,виходячи з умов міцності;}

_{а)при базовому внутрішньому діаметрі Dвн:}

Остаточна товщина стінки обичайки з урахуванням прибавок розраховується за формулою:

_{δ=1+7,5=8,5 мм}

З ряду стандартних значень обираємо найближче :

δ=12 мм

Маса обичайки апарата становитиме:

густина сталі; L=H=1 м;

4.3.3. Вибір днищ

По D₀=400 мм і S=10мм вибираємо:

m_дн=23,6 кг (маса днища )

h_в=252 мм (висота кришки)

S=10 мм (товщина стінки днища)

h=50 мм (висота борта).

4.3.4. Розрахунок і вибір трубної решітки

Рис. 4.3.4. Трубна решітка та спосіб її з’єднання з основними деталями теплообмінного апарату.

Розрахуємо номінальну товщину решітки:

де - емпіричний коефіцієнт, для наведеної трубної решітки

- тиск у міжтрубному просторі, МПа;

- допустиме напруження на згин для матеріалу решітки, в даному випадку оберемо сталь марки 0Х21Н5Т і умови корозійних властивостей

- коефіцієнт послаблення решітки отворами:

4.3.5. Обчислення діаметрів патрубків

Діаметри вхідних та вихідних патрубків обчислюются за рівнянням суцільності та нерозривності потоку, яке можна записати наступним чином:

Тоді:

Діаметр вхідного патрубку для насиченої пари у міжтрубному просторі

Діаметр вихідного патрубку для конденсату:

Питомий об’єм води вибираємо за тиском насиченої пари ,

Діаметр входу або виходу розчину cірчаної кислоти 70% .

4.3.6. Вибір фланцевих з’єднань

Фланці до апаратів і кришок вибираємо по умовному тиску Ру=1 МПа і внутрішнім діаметром D_вн=0,4 м

Робочий тиск середовища Р_роб=0,48 МПа,то фланець необхідно вибирати за умовним тиском Ру=1 МПа.

Тип 2

D_у=400 мм;

D_ф=565 мм;

h=26 мм;

m =21,6 кг;

Болт М-24

Z=14 шт. (кількість болтів).

Фланець на розчин:

Вибираємо по Р_у=0,25 МПа і d_вн=100 мм (внутрішній діаметр патрубка)

Тип 2:

D_ф=205 мм,

D_у=100 мм,

D_б=170 мм,

D₁=148 мм,

Болт М 16 , Z=4 шт.

m=2,98 кг

h=15 мм

Фланець на пару:

Вибираємо по Р_у=1МПа і d_вн =116 мм

_{Тип 2}

_DУ =125 мм

D_ф=245 мм,

D_Б=210 мм,

D₁=133 мм,

Болт М 16, Z=8шт

h=21 мм,

m=5,4 кг.

Фланець на конденсат

_{dвн=30 мм;}

_{Тип 1}

_DУ =32 мм

D_ф=135 мм,

D_Б=100 мм,

D₁=78 мм,

d_н=38 мм.

Болт М-16, Z=4 шт.

h=14 мм,

m=1,4 кг.

4.3.7. Розрахунок і вибір опор

Встановлення теплообмінних апаратів на фундаменти або спеціальні несучі конструкції здійснюється в багатьох випадках за допомогою опор.

Вибір типу опор залежить від положення апарата в просторі і умов встановлення його на місці експлуатації, від маси і габаритів (від співвідношення висоти до діаметру) апарата.

У відповідних таблицях для вертикальних та горизонтальних апаратів приведено основні дані нормалізованих опор, які вибираються за допустимим навантаженням на опору та зовнішнім діаметром апарата.

Допустиме навантаження визначається за формулою:

,

де , - відповідно маса апарата та середовища, кг;

- загальна кількість опор. З конструктивних міркувань приймаємо: .

Маса середовища розраховується за формулою:

Формула розрахунку маси апарата має наступний вигляд:

,

де - маса обичайки

- маса трубної решітки;

- маса днища;

- маса фланцю апарата;

- маса фланцю розчину;

- маса фланцю пару;

- маса фланцю конденсату;

- маса труби,розраховується за формулою:

;

- маса патрубків,розраховується за формулою:

Маса патрубка на пар:

Маса патрубка на конденсат:

Маса патрубка на розчин:

Отже, маса патрубків становитиме:

.

В результаті матимемо масу апарата:

Підставивши розраховані вище значення в формулу знаходження допустимого навантаження, отримаємо:

З конструктивних міркувань приймаємо (так як врахована не вся маса).

За значенням вибираємо опори:

Тип2 , виконання А

Болт М16