- •Расчёт рекуперативного теплообменника
- •1 Нормативные ссылки
- •2 Задание на проектирование
- •3 Расчет рекуперативного теплообменника
- •3.1 Определение конечных температур теплоносителей и
- •Определение средней движущей силы процесса теплообмена
- •3.3 Предварительное определение типоразмера рекуперативного теплообменника
- •3.4 Определение гидродинамического режима течения
- •3.5 Расчет коэффициента теплоотдачи при движении
- •3.6 Расчет коэффициента теплоотдачи при движении
- •3.7 Расчет коэффициента теплопередачи и требуемой
- •3.8 Расчет тепловой изоляции и эффективности аппарата
- •3.9 Расчет гидравлического сопротивления теплообменника
- •4 Заключение
3.9 Расчет гидравлического сопротивления теплообменника
Расчёт гидравлического сопротивления теплообменников выполняют в целях определения потерь напора потоков теплоносителей, прокачиваемых через теплообменник. Потери напора необходимо знать при выполнении процедуры выбора насосов, перекачивающих теплообменивающиеся потоки.
Гидравлическое сопротивление трубного пространства, ΔРтр, Па, рассчитывают по формуле:
,
(39)
где z – число ходов выбранного теплообменника (см. приложения Г…Д);
ρтр – плотность протекающего по трубам потока теплоносителя, рассчитанная ранее по формуле (14), кг/м3;
Wтр – скорость потока теплоносителя в трубах, рассчитанная ранее по формуле (11), м/с;
Wштр – скорость теплоносителя в штуцерах, подводящих теплоноситель к трубному пучку, м/с, рассчитанная по формуле:
,
(40)
где G – массовый расход теплоносителя через штуцер, кг/ч (приложение А);
Dу - диаметр условного прохода штуцера, выбранный по таблице Н1 приложения Н, м;
ε – коэффициент трения, определяют по формуле:
,
(41)
где e = Δтр/(Dвтр - 2*δвтр) – относительная шероховатость труб;
Δтр – абсолютная шероховатость, или средняя высота выступов на поверхности трубы (см. приложение П) м;
Reтр - значение критерия Рейнольдса, рассчитанное ранее по формуле (17) для протекающего по трубам теплоносителя.
Гидравлическое сопротивление межтрубного пространства, ΔРмтр, Па, рассчитывают по формуле:
,
(42)
где ρмтр – плотность потока теплоносителя, текущего по межтрубному пространству, рассчитанная ранее по формуле (14), кг/м3;
Wмтр – скорость потока теплоносителя в межтрубном пространстве, рассчитанная ранее по формуле (12), м/с;
Wшмтр – скорость потока в штуцерах, подводящих теплоноситель к межтрубному пространству, рассчитанная по формуле (40) с использованием соответствующего массового расхода и плотности теплоносителя, и диаметра условного прохода штуцера, м/с;
Reтр - значение критерия Рейнольдса, рассчитанное ранее по формуле (29) для теплоносителя, протекающего по межтрубному пространству;
х - число сегментных перегородок (таблица Н2);
m - число рядов труб, преодолеваемых потоком теплоносителя в межтрубном пространстве.
Число рядов после расчёта по формуле (43) округляют до ближайшего целого значения:
,
(43)
где Y – число труб в пучке теплообменника (таблица Н3).
Чем меньше потери напора, тем меньше эксплуатационные расходы, обусловленные затратой энергии на покачивание потоков среды через теплообменник.
4 Заключение
По выполненному расчёту составляют заключение. Заключение должно содержать результаты проектирования по каждому из подразделов основной части и развёрнутую характеристику выбранного теплообменного аппарата, например:
Тип 800-ТКГ-16-М1-0/20-6-4-гр.А
Назначение рекуперация тепла мазута
Площадь поверхности
теплообмена, м2 243
Материал ВСт3сп5
Диаметр кожуха, мм 800
Общая длина, мм 6520
Длина труб пучка 6000
Число ходов по трубам 2
Диаметр труб 20х2
Условное давление, МПа
- в трубах 0,6
- в кожухе 1,6
Температура горячего теплоносителя, 0С
- начальная 330
- конечная 205
Температура холодного теплоносителя, 0С
- начальная 120
- конечная 185
Материал тепловой изоляции стекловата
Толщина тепловой изоляции, м 0,120
Запас поверхности теплообмена, % 7
Тепловой к.п.д. 0,95
Список рекомендуемой литературы
1. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии : учеб. для хим.-технол. спец. вузов. 15-е изд., стер. - М. : Альянс, 2009. - 750 с.
2. Основные процессы и аппараты химической технологии: пособие по проектированию: учеб. пособие для хим.-технол. спец. вузов. - 4-е изд., стер. / Г.С.Борисов [и др.]; под ред. Ю.И.Дытнерского. - М. : Альянс, 2008. - 493 с.
3. Поникаров И.И., Поникаров С.И., Рачковский С.В. Расчёты машин и аппаратов химических производств и нефтегазопереработки (примеры и задачи). – М.: Альфа-М, 2011. – 720 с.
4. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: учеб. пособие для хим. технол. спец. вузов, 9-е изд., перераб. и доп. / К.Ф. Павлов, П.Г. Романков, А.А. Носков - Л.: Химия, 1981. - 560 с.
5. Аппараты теплообменные кожухотрубчатые с неподвижными трубными решётками и кожухотрубчатые с компенсатором на кожухе: каталог: разработчик и изготовитель ОАО "ВНИИНЕФТЕМАШ".-М., 2003.– 70 с.
6. Расчёт рекуперативного теплообменника: методические указания по курсовому проектированию по дисциплинам «Процессы и аппараты пищевых производств». «Основные процессы и аппараты химической технологии», «Технологические процееы непрерывных производств» для студентов всех форм обучения специальностей 271000-271400, 170600, 250400, 210100, 230100 / А.А. Лобанов, Е.Н. Константинов, В.А. Вельдман; Кубан. гос. технол. ун-т. - Краснодар, 2004. - 23 с.
7. Рудин М.Г., Сомов В.Е., Фомин А.С. Карманный справочник нефтепереработчика.- М.: ЦНИИТЭнефтехим, 2004.- 336 с.
8. Сарданашвили Г.Л., Львова А.И. Примеры и задачи по технологии переработки нефти и газа: учеб. пособие для вузов. - М.: Химия, 1980.- 256 с.
9. Процессы и аппараты нефтехимической промышленности: учеб. пособие для вузов / А.И. Скобло, А.И. Трегубов, Ю.К. Молоканов. - М.: Химия, 2001 – 584 с.
10. Стандартные кожухотрубчатые теплообменные аппараты общего назначения: каталог: разработчик ЦИНТИхимнефтемаш, 3-е изд. испр. и доп. - М., 1982. - 33 с.
11. Технологические расчёты установок переработки нефти: учеб. пособие для вузов / М.А. Танатаров [и др.]. - М.: Химия, 1987. - 357 с.
12. Эмирджанов Р.Т., Лемберецкий Р.А. Основы технологических расчётов в нефтепереработке и нефтехимии [Текст]: учеб. пособие для вузов. - М.: Химия, 1989. - 192 с.
Приложение А
( обязательное )
Задания для выполнения курсовой работы
Таблица 1А – Исходные данные для расчёта рекуперативного теплообменника
№ ва-ри-ан- та |
Греющий поток |
Нагреваемый поток |
||||||||||||
среда |
расход, G1, кг/ч |
относи-тельная плот-ность, |
вязкость кинематическая * 106, м2*с |
харак-терная темпе-ратура,
0С |
началь-ная
темпе-ратура,
0С |
среда |
расход, G2, кг/ч |
относи-тельная плот-ность, |
вязкость кинематическая * 106, м2*с |
харак-терная темпе-ратура, , 0С |
началь-ная температура,
0С |
|||
при 20 0С,
|
при 50 0С,
|
при 20 0С,
|
при 50 0С,
|
|||||||||||
1 |
реак-тивное топливо |
4000 |
0,801 |
1,65 |
1,11 |
195 |
167 |
нефть |
23000 |
0,827 |
5,24 |
2,83 |
290 |
20 |
2 |
6000 |
0,826 |
1,88 |
1,24 |
205 |
175 |
40000 |
0,837 |
4,65 |
2,45 |
265 |
16 |
||
3 |
3000 |
0,812 |
1,99 |
1,29 |
215 |
178 |
18000 |
0,827 |
5,24 |
2,83 |
290 |
18 |
||
4 |
3200 |
0,820 |
1,54 |
1,04 |
190 |
165 |
20000 |
0,830 |
5,26 |
2,87 |
312 |
20 |
||
5 |
4500 |
0,827 |
1,89 |
1,27 |
207 |
172 |
26000 |
0,830 |
5,26 |
2,87 |
312 |
17 |
||
6 |
дизель-ное топливо |
3200 |
0,830 |
3,65 |
2,02 |
260 |
250 |
12000 |
0,833 |
5,27 |
2,91 |
312 |
22 |
|
7 |
3800 |
0,835 |
4,38 |
2,54 |
273 |
267 |
16000 |
0,830 |
5,26 |
2,87 |
312 |
15 |
||
8 |
8100 |
0,833 |
3,66 |
2,12 |
268 |
254 |
30000 |
0,833 |
5,27 |
2,91 |
310 |
25 |
||
9 |
3000 |
0,840 |
5,68 |
2,66 |
280 |
272 |
10000 |
0,833 |
5,27 |
2,91 |
310 |
18 |
||
10 |
8500 |
0,838 |
4,97 |
2,63 |
275 |
263 |
42000 |
0,837 |
4,65 |
2,45 |
265 |
16 |
||
11 |
мазут |
85000 |
0,931 |
77,21 |
10,82 |
462 |
320 |
170000 |
0,833 |
5,27 |
2,91 |
310 |
22 |
|
12 |
140000 |
0,944 |
1,441 |
0,162 |
476 |
318 |
290000 |
0,830 |
5,26 |
2,87 |
312 |
28 |
||
13 |
193000 |
0,961 |
2,541 |
0,222 |
470 |
315 |
410000 |
0,837 |
4,65 |
2,45 |
265 |
21 |
||
14 |
130000 |
0,941 |
53,71 |
7,322 |
467 |
313 |
270000 |
0,833 |
5,27 |
2,91 |
310 |
27 |
||
15 |
170000 |
0,931 |
1,361 |
0,192 |
490 |
310 |
350000 |
0,827 |
5,24 |
2,83 |
290 |
25 |
||
Примечания: 1 –
кинематическая вязкость мазута при
температуре 50 0С,
2 -
кинематическая вязкость мазута при
температуре 100 0С,
|
||||||||||||||
Приложение Б
(справочное)
Энтальпия нефтяных паров и жидкостей
Температура, оС
Цифры на кривых –
значения относительной плотности
нефтепродукта
Рисунок Б1 - График для определения энтальпии нефтяных паров, Нt, и жидкостей, ht, ккал/кг.
Для пересчёта энтальпии в единицы системы СИ, ht, кДж/кг. необходимо умножить значение ht, ккал/кг, на 4,2 : ht, кДж/кг = 4,2 ht, ккал/кг. *
Приложение В
(справочное)
Коэффициенты теплопередачи
Таблица В1 - Практические значения коэффициентов теплопередачи
Назначение и тип теплообменного аппарата |
Вид теплообменивающихся сред |
Коэффициент теплопередачи, К, Вт/(м2*К) |
Теплообменник: - кожухотрубчатый то же то же - "труба в трубе" Холодильник: - кожухотрубчатый то же то же - воздушный Холодильник-конденсатор: - погружной - кожухотрубчатый горизонтальный то же то же то же - кожухотрубчатый вертикальный - воздушный Трубчатый нагреватель то же Кипятильник, испаритель с паровым пространством Кристаллизаторы парафина Конвекционные печные трубы, в том числе: - пароперегреватель - воздухоподогреватель |
жидкость – жидкость (нефтепродукты) жидкость – вязкая жидкость нефть, мазут – керосин, дизельная фракция нефть – гудрон, нефть - масло
жидкость (нефтепродукт) – вода газы, пары углеводородов - вода газ - газ жидкость (нефтепродукт) - воздух
пары нефтепродукта – вода пары бензина, воды, УВ газы – вода пары узких фракций бензина – вода пары бензина, вода, УВ газы – нефть пары керосина и воды – нефть пары дизельной фракции и воды - нефть пары лигроина и воды – нефть пары дизельной фракции и воды - нефть пары бензина, воды, УВ газы - воздух нефтепродукт – насыщенный водяной пар газы, пары – насыщенный водяной пар нефтепродукт - насыщенный водяной пар нефтепродукт – нефтепродукт
масло – жидкий пропан
жидкие нефтепродукты – дымовые газы насыщенный водяной пар - дымовые газы воздух - дымовые газы |
150 – 250 50 – 160 70 – 160 80 – 140
200 – 350 10 - 60 10 - 40 15 - 30
60 – 150 120 – 230 200 - 400 30 - 50 40 – 60 50 – 70 180 – 220 100 – 150 10 - 30 115 – 350 10 – 60 250 – 800 140 – 350
45 – 115
23 – 52 10 – 25 10 - 25 |
Примечание: более низкие значения коэффициента теплопередачи, К, Вт/(м2*К), соответствуют более низким температурам теплообменивающихся сред.
Приложение Г
(справочное)
Кожухотрубчатые теплообменники типа ТН, ТК, ХК с неподвижными трубными решётками и компенсатором на кожухе
а
б
а - одноходовой теплообменник; б – многоходовой теплообменник;
1 – крышка и распределительная камера; 2 – кожух;
3 – труба теплообменника; 4 – опора
Рисунок Г1 - Схема кожухотрубчатых теплообменников с неподвижными трубными решётками и компенсатором на кожухе
Таблица Г1 - Основные параметры горизонтальных и вертикальных теплообменников типа ТН, ТК с неподвижными трубными решётками и компенсатором на кожухе по ГОСТ 15122 и
ТУ 26-02-1105-89
Диаметр кожуха, мм |
Наружный диаметр труб, мм |
Число ходов по трубам |
Поверхность теплообмена, Fн, м2,
при длине труб,
|
Площадь сечения одного хода по трубам, Sт *102, м2 |
Площади проходных сечений кожуха, Sк *102, м2 |
|||||||
1000 |
1500 |
2000 |
3000 |
4000 |
6000 |
9000 |
в вырезе перегородки |
между перегородками |
||||
159* |
20×2 |
1 |
1,0 |
2,0 |
2,5 |
3,5 |
- |
- |
- |
0,4 |
0,5 |
0,5 |
25×2 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
3,0 |
- |
- |
- |
0,7 |
||||
273* |
20×2 |
1 |
4,0 |
5,5 |
7,5 |
11 |
- |
- |
- |
1,2 |
1,2 |
1,0 |
25×2 |
3,0 |
5,0 |
6,5 |
10 |
- |
- |
- |
1,4 |
1,3 |
1,4 |
||
325* |
20×2 |
1 |
- |
8,5 |
11 |
17 |
23 |
- |
- |
1,8 |
1,3 |
1,5 |
2 |
- |
7,5 |
10 |
15 |
20 |
- |
- |
0,8 |
||||
25×2 |
1 |
- |
7,0 |
9,5 |
14 |
19 |
- |
- |
2,1 |
1,4 |
1,4 |
|
2 |
- |
6,0 |
8,0 |
12 |
16 |
- |
- |
0,9 |
||||
400 |
20×2 |
1 |
- |
- |
22 |
34 |
45 |
68 |
- |
3,6 |
201 |
2,5 |
2 |
- |
- |
21 |
31 |
41 |
62 |
- |
1,7 |
||||
25×2 |
1 |
- |
- |
17 |
26 |
35 |
52 |
- |
3,8 |
2,2 |
3,1 |
|
2 |
- |
- |
15 |
23 |
31 |
47 |
- |
1,7 |
||||
600 |
20×2 |
1 |
- |
- |
49 |
73 |
98 |
147 |
- |
7,9 |
4,7 |
5,4 |
2 |
- |
- |
46 |
70 |
93 |
140 |
- |
3,8 |
||||
4 |
- |
- |
42 |
63 |
84 |
127 |
- |
1,7 |
||||
6 |
- |
- |
43 |
64 |
86 |
129 |
|
1,0 |
||||
25×2 |
1 |
- |
- |
40 |
61 |
81 |
122 |
- |
9,0 |
4,9 |
5,2 |
|
2 |
- |
- |
38 |
57 |
76 |
114 |
- |
4,2 |
||||
4 |
- |
- |
32 |
49 |
65 |
98 |
- |
1,8 |
||||
6 |
- |
- |
34 |
51 |
68 |
102 |
- |
0,9 |
||||
Примечание: * - наружный диаметр кожуха, в остальных случаях приводится внутренний диаметр кожуха аппарата |
||||||||||||
Окончание таблицы Г1
Диаметр кожуха, мм |
Наружный диаметр труб, мм |
Число ходов по трубам |
Поверхность теплообмена, Fн, м2,
при длине труб,
|
Площадь сечения одного хода по трубам, Sт *102, м2 |
Площади проходных сечений кожуха, Sк *102, м2 |
|||||||
1000 |
1500 |
2000 |
3000 |
4000 |
6000 |
9000 |
в вырезе перегородки |
между перегородками |
||||
800 |
20×2 |
1 |
- |
- |
91 |
138 |
184 |
276 |
416 |
14,8 |
7,8 |
7,7 |
2 |
- |
- |
88 |
132 |
177 |
266 |
400 |
7,1 |
||||
4 |
- |
- |
82 |
124 |
165 |
248 |
343 |
3,3 |
||||
6 |
- |
- |
81 |
123 |
164 |
246 |
371 |
2,2 |
||||
25×2 |
1 |
- |
- |
74 |
112 |
150 |
226 |
339 |
16,7 |
7,7 |
7,9 |
|
2 |
- |
- |
70 |
106 |
142 |
212 |
320 |
7,8 |
||||
4 |
- |
- |
64 |
96 |
128 |
193 |
290 |
3,1 |
||||
6 |
- |
- |
62 |
93 |
125 |
187 |
282 |
2,2 |
||||
1000 |
20×2 |
1 |
- |
- |
- |
220 |
295 |
444 |
667 |
23,8 |
12,5 |
13,5 |
2 |
- |
- |
- |
214 |
286 |
430 |
648 |
11,6 |
||||
4 |
- |
- |
- |
202 |
270 |
406 |
610 |
5,1 |
||||
6 |
- |
- |
- |
203 |
272 |
409 |
614 |
3,4 |
||||
25×2 |
1 |
- |
- |
- |
182 |
244 |
366 |
551 |
27,0 |
12,1 |
11,7 |
|
2 |
- |
- |
- |
175 |
234 |
353 |
530 |
1,13 |
||||
4 |
- |
- |
- |
163 |
218 |
329 |
494 |
6,0 |
||||
6 |
- |
- |
- |
160 |
214 |
322 |
486 |
3,8 |
||||
1200 |
20×2 |
1 |
- |
- |
- |
- |
426 |
642 |
964 |
34,5 |
17,3 |
16,5 |
2 |
- |
- |
- |
- |
415 |
626 |
942 |
16,9 |
||||
4 |
- |
- |
- |
- |
396 |
596 |
897 |
7,9 |
||||
6 |
- |
- |
- |
- |
397 |
597 |
900 |
5,4 |
||||
25×2 |
1 |
- |
- |
- |
- |
348 |
525 |
790 |
39,0 |
16,8 |
15,2 |
|
2 |
- |
- |
- |
- |
338 |
509 |
766 |
19,9 |
||||
4 |
- |
- |
- |
- |
318 |
479 |
722 |
8,5 |
||||
6 |
- |
- |
- |
- |
316 |
476 |
716 |
5,7 |
||||
Приложение Д
(справочное)
Кожухотрубчатые горизонтальные теплообменники с
плавающей головкой и с U – образным трубным пучком
а
б
Рисунок Д1 - Схема кожухотрубчатых теплообменников с плавающей головкой (а) и с U – образным трубным пучком (б)
Таблица Д1 - Основные параметры горизонтальных теплообменников типа ТП, холодильников типа ХП с плавающей головкой по ТУ 3612-023-00220302-01
Диаметр кожуха, мм |
Наружный диаметр труб, мм |
Число ходов по трубам |
Поверхность
теплообмена, Fн,
м2,
при длине труб,
|
||||
по вершинам квадратов |
по вершинам треугольников |
||||||
3000 |
6000 |
9000 |
6000 |
9000 |
|||
325* |
20 |
2 |
13 |
26 |
- |
- |
- |
25 |
10 |
20 |
- |
- |
- |
||
426* |
20 |
2 |
23 |
46 |
- |
- |
- |
25 |
19 |
38 |
- |
- |
- |
||
500 |
20 |
2 |
38 |
76 |
- |
- |
- |
25 |
31 |
62 |
- |
- |
- |
||
600 |
20 |
2 |
- |
117 |
176 |
131 |
196 |
4 |
- |
107 |
160 |
117 |
175 |
||
25 |
2 |
- |
96 |
144 |
105 |
157 |
|
4 |
- |
86 |
129 |
- |
141 |
||
800 |
20 |
2 |
- |
212 |
318 |
243 |
364 |
4 |
- |
197 |
295 |
225 |
337 |
||
25 |
2 |
- |
170 |
255 |
181 |
286 |
|
4 |
- |
157 |
235 |
175 |
258 |
||
1000 |
20 |
2 |
- |
346 |
579 |
402 |
603 |
4 |
- |
330 |
495 |
378 |
567 |
||
25 |
2 |
- |
284 |
426 |
325 |
488 |
|
4 |
- |
267 |
400 |
301 |
451 |
||
1200 |
20 |
2 |
- |
514 |
771 |
604 |
906 |
4 |
- |
494 |
741 |
576 |
864 |
||
25 |
2 |
- |
423 |
635 |
490 |
733 |
|
4 |
- |
402 |
604 |
460 |
690 |
||
1400 |
20 |
2 |
- |
715 |
1072 |
831 |
1246 |
4 |
- |
693 |
1040 |
798 |
1197 |
||
25 |
2 |
- |
584 |
876 |
675 |
1012 |
|
4 |
- |
561 |
841 |
642 |
963 |
||
Примечание: * - наружный диаметр кожуха, в остальных случаях приводится внутренний диаметр кожуха аппарата |
|||||||
Таблица Д 2 - Площадь проходного сечения теплообменников типа ТП, холодильников типа ХП с плавающей головкой по ТУ 3612-023-00220302-01
Диаметр кожуха, мм |
Наруж-ный диаметр труб, мм |
Число ходов по трубам |
Площади проходных сечений кожуха, Sк *102, м2, при расположении труб |
Площадь сечения одного хода по трубам, Sт *103, м2, при их расположении |
||||||||
по вершинам треугольников |
по вершинам квадратов |
по вершинам треугольников |
по вершинам квадратов |
|||||||||
в вырезе перего-родки |
между перего-родками |
в вырезе перего-родки |
между перего-родками |
размеры труб |
размеры труб |
|||||||
20×2 |
25×2 |
25×2,5 |
20×2 |
25×2 |
25×2,5 |
|||||||
325* |
20 |
2 |
1,2 |
2,0 |
- |
- |
7 |
- |
- |
- |
- |
- |
25 |
- |
2,2 |
- |
- |
- |
7 |
7 |
- |
- |
- |
||
426* |
20 |
2 |
2,0 |
3,3 |
- |
- |
12 |
- |
- |
- |
- |
- |
25 |
1,9 |
3,3 |
- |
- |
- |
14 |
13 |
- |
- |
- |
||
500 |
20 |
2 |
3,1 |
5,4 |
- |
- |
20 |
- |
- |
- |
- |
- |
25 |
3,0 |
5,0 |
- |
- |
- |
23 |
20 |
- |
- |
- |
||
600 |
20 |
2 |
4,8 |
8,2 |
4,2 |
6,4 |
30 |
- |
- |
34 |
- |
- |
4 |
4,8 |
8,2 |
4,2 |
6,4 |
13 |
- |
- |
14 |
- |
- |
||
25 |
2 |
4,3 |
7,4 |
4,0 |
6,4 |
- |
34 |
31 |
- |
37 |
34 |
|
4 |
4,3 |
7,4 |
4,0 |
6,4 |
- |
15 |
13 |
- |
16 |
15 |
||
800 |
20 |
2 |
7,8 |
12,0 |
7,1 |
9,3 |
55 |
- |
- |
63 |
- |
- |
4 |
7,8 |
12,0 |
7,1 |
9,3 |
25 |
- |
- |
25 |
- |
- |
||
25 |
2 |
7,4 |
12,0 |
6,8 |
9,7 |
- |
60 |
55 |
- |
69 |
63 |
|
4 |
7,4 |
12,0 |
6,8 |
9,7 |
- |
23 |
21 |
- |
24 |
22 |
||
1000 |
20 |
2 |
11,5 |
18,0 |
10,5 |
14,0 |
92 |
- |
- |
106 |
- |
- |
4 |
11,5 |
18,0 |
10,5 |
14,0 |
43 |
- |
- |
48 |
- |
- |
||
25 |
2 |
11,7 |
19,0 |
11,2 |
12,5 |
- |
103 |
94 |
- |
119 |
108 |
|
4 |
11,7 |
19,0 |
11,2 |
12,5 |
- |
41 |
37 |
- |
51 |
46 |
||
Окончание таблицы Д2
Диаметр кожуха, мм |
Наруж-ный диаметр труб, мм |
Число ходов по трубам |
Площади проходных сечений кожуха, Sк *102, м2, при расположении труб |
Площадь сечения одного хода по трубам, Sт *103, м2, при их расположении |
||||||||
по вершинам треугольников |
по вершинам квадратов |
по вершинам треугольников |
по вершинам квадратов |
|||||||||
в вырезе перего-родки |
между перего-родками |
в вырезе перего-родки |
между перего-родками |
размеры труб |
размеры труб |
|||||||
20×2 |
25×2 |
25×2,5 |
20×2 |
25×2 |
25×2,5 |
|||||||
1200 |
20 |
2 |
13,8 |
28,0 |
14,7 |
19,7 |
135 |
- |
- |
160 |
- |
- |
4 |
13,8 |
28,0 |
14,7 |
19,7 |
64 |
- |
- |
76 |
- |
- |
||
25 |
2 |
12,6 |
28,0 |
11,3 |
18,4 |
- |
155 |
140 |
- |
179 |
163 |
|
4 |
12,6 |
28,0 |
11,3 |
18,4 |
- |
72 |
65 |
- |
86 |
78 |
||
1400 |
20 |
2 |
17,9 |
30,0 |
19,8 |
24,0 |
194 |
- |
- |
220 |
- |
- |
4 |
17,9 |
30,0 |
19,8 |
24,0 |
84 |
- |
- |
102 |
- |
- |
||
25 |
2 |
17,4 |
31,8 |
15,3 |
21,0 |
- |
214 |
194 |
- |
247 |
224 |
|
4 |
17,4 |
31,8 |
15,3 |
21,0 |
- |
99 |
90 |
- |
110 |
100 |
||
Примечание: * - наружный диаметр кожуха, в остальных случаях приводится внутренний диаметр кожуха аппарата |
||||||||||||
Таблица Д3 - Основные параметры горизонтальных теплообменников с U – образным трубным пучком
по ТУ 3612-023-00220302-01
Диаметр кожуха, мм |
Длина труб, , м |
Поверхность теплообмена, Fн, м2, при расположении труб размера 20×2 |
Площадь проходного сечения по трубам, Sт *103, м2, при их расположении |
Площади проходных сечений кожуха, Sк *102, м2, при расположении труб |
|||||
по вершинам квадратов |
по вершинам треугольников |
по вершинам квадратов |
по вершинам треугольников |
по вершинам квадратов |
по вершинам треугольников |
||||
в вырезе перего-родки |
между перего-родками |
в вырезе перего-родки |
между перего-родками |
||||||
325* |
3000 |
14 |
- |
7 |
- |
1,1 |
2,1 |
- |
- |
6000 |
27 |
- |
|||||||
400 |
3000 |
26 |
- |
13 |
- |
2 |
3,6 |
- |
- |
6000 |
51 |
- |
|||||||
500 |
3000 |
43 |
- |
22 |
- |
3,2 |
5,6 |
- |
- |
6000 |
85 |
- |
|||||||
600 |
6000 |
120 |
150 |
31 |
39 |
4,7 |
7,8 |
3,7 |
6 |
9000 |
178 |
223 |
|||||||
800 |
6000 |
224 |
258 |
57 |
67 |
8,5 |
13,4 |
7,3 |
8,8 |
9000 |
331 |
385 |
|||||||
1000 |
6000 |
383 |
437 |
97 |
112 |
12 |
19,3 |
10,8 |
13 |
9000 |
565 |
647 |
|||||||
1200 |
6000 |
564 |
651 |
142 |
165 |
13,5 |
26,9 |
15,1 |
21 |
9000 |
831 |
961 |
|||||||
1400 |
6000 |
790 |
930 |
197 |
234 |
16,1 |
33,2 |
18,7 |
25,5 |
9000 |
1160 |
1369 |
|||||||
Примечание: * - наружный диаметр кожуха, в остальных случаях приводится внутренний диаметр кожуха аппарата |
|||||||||
Приложение Е
(справочное)
Теплообменники "труба в трубе" разборные малогабаритные
Рисунок Е1 - Схема разборного теплообменника "труба в трубе"
Стальные разборные однопоточные теплообменники труба в трубе предназначены для теплообмена между технологическими средами в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, газовой промышленности.
Рабочая температура, °С: внутри труб от минус 60 до 550;
снаружи труб от минус 30 до 450
Рабочее давление, МПа: 1,6; 4,0; 6,3; 10,0; 16,0.
Материал: углеродистая, нержавеющая сталь.
условное обозначение - ТТ 89 / 133 – 16 / 40:
- ТТ - теплообменник труба в трубе
- 89/133 – диаметр внутренней трубы, Dвтр, мм, диаметр наружной трубы, Dнтр, мм;
- 16/40 – рабочее давление трубного пространства, межтрубного пространства, кгс/см2.
Таблица Е1 - Основные технические характеристики теплообменников "труба в трубе" разборных малогабаритных по ТУ 3612-014-0022302-99
Марка аппарата |
Поверхность теплообмена, м2 |
||||
длина трубы, м |
|||||
1,5 |
3,0 |
4,5 |
6,0 |
9,0 |
|
ТТ 25/57 - 63/16 |
0,55 |
1,02 |
- |
- |
- |
ТТ 25/57 - 63/40 |
|||||
ТТ 25/57 - 100/63 |
|||||
ТТ 25/57 - 160/100 |
|||||
ТТ 38/57 - 100/16 |
0,86 |
1,58 |
- |
- |
- |
ТТ 38/57 - 100/40 |
|||||
ТТ 38/76 - 100/16 |
0,92 |
1,63 |
- |
- |
- |
ТТ 38/76 - 100/40 |
|||||
ТТ 38/76 - 160/100 |
|||||
ТТ 38/89 - 63/16 |
- |
1,63 |
2,34 |
- |
- |
ТТ 38/89 - 63/40 |
|||||
ТТ 48/76 - 63/16 |
- |
2,1 |
3,0 |
3,9 |
- |
ТТ 48/76 - 63/40 |
|||||
ТТ 48/89 - 63/16 |
|||||
ТТ 48/89 - 63/40 |
|||||
ТТ 48/89 - 100/63 |
|||||
ТТ 48/108 - 63/16 |
- |
- |
3,0 |
3,9 |
- |
ТТ 48/108 - 63/40 |
|||||
ТТ 57/89 - 100/16 |
- |
- |
3,6 |
4,6 |
- |
ТТ 57/89 - 100/40 |
|||||
ТТ 57/108 - 100/16 |
|||||
ТТ 57/108 - 100/40 |
|||||
ТТ 57/108 - 100/63 |
|||||
ТТ 89/133 - 40/16 |
- |
- |
5,0 |
6,7 |
10,0 |
ТТ 89/133 - 40/16 |
|||||
ТТ 89/133 - 40/40 |
|||||
ТТ 89/159 - 16/16 |
|||||
ТТ 89/159 - 16/40 |
|||||
ТТ 89/159 - 40/40 |
|||||
ТТ 108/159 - 16/16 |
- |
- |
6,1 |
8,2 |
12,2 |
ТТ 108/159 - 40/16 |
|||||
ТТ 108/159 - 40/40 |
|||||
ТТ 133/219 - 16/16 |
- |
- |
- |
10,0 |
15,0 |
ТТ 133/219 - 40/16 |
|||||
ТТ 133/219 - 40/40 |
|||||
ТТ 159/219 - 16/16 |
- |
- |
- |
12,0 |
15,0 |
ТТ 159/219 - 40/16 |
|||||
ТТ 159/219 - 40/40 |
|||||
Таблица Е2 - Толщина стенок труб в зависимости от рабочего давления теплообменников "труба в трубе"
Внешний диаметр трубы, D, мм |
Толщина стенок труб, δст, мм, при рабочем давлении, Р, кгс/см2 |
|||||
16 |
25 |
40 |
63 |
100 |
160 |
|
25 |
4 |
4 |
5 |
5 |
5 |
6 |
38 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
6 |
48 |
5 |
5 |
5 |
5 |
6 |
6 |
57 |
5 |
5 |
6 |
6 |
7 |
7 |
76 |
5 |
6 |
6 |
6 |
8 |
8 |
89 |
6 |
6 |
8 |
8 |
8 |
8 |
108 |
8 |
8 |
8 |
8 |
8 |
11 |
133 |
8 |
8 |
8 |
8 |
8 |
11 |
159 |
8 |
8 |
10 |
10 |
10 |
16 |
219 |
10 |
10 |
10 |
10 |
13 |
18 |
Приложение Ж
(справочное)
Расчет динамической вязкости углеводородов по уравнению
Торпа-Роджера
,
где μt – коэффициент динамической вязкости углеводородов, Па*с;
t – температура определения динамической вязкости, 0С.
Таблица Ж1 - Значение констант уравнения Торпа-Роджера
Углеводород |
α |
β |
γ |
Углеводород |
α |
β |
γ |
н-Пентан |
1,04 |
2,3 |
2,83 |
Бензол |
1,86 |
6,18 |
9,05 |
н-Гексан |
1,12 |
3,34 |
3,96 |
Толуол |
1,46 |
4,22 |
7,68 |
изо-Гексан |
1,1 |
3,60 |
3,71 |
м-Ксилол |
1,42 |
3,92 |
8,02 |
н-Гептан |
1,21 |
4,0 |
5,18 |
о-Ксилол |
1,70 |
5,64 |
11,03 |
изо-Гептан |
1,2 |
3,86 |
4,77 |
п-Ксилол |
1,47 |
4,58 |
8,46 |
н-Октан |
1,39 |
4,93 |
7,02 |
|
|
|
|
Приложение И
(справочное)
Таблица И1 - Фракционный состав нефти (по ИТК) Самотлорского месторождения (смесь)
№ фракции |
Интервал отбора фракции, 0С |
Выход на нефть, % |
|
ν20 *106, м2/с |
ν50 *106, м2/с |
ν100 *106, м2/с |
|
фракции |
суммар-ный |
||||||
1 |
до 28 (С1-С4) |
1,5 |
1,5 |
- |
- |
- |
- |
2 |
28 - 36 |
2,54 |
4,04 |
0,6150 |
- |
- |
- |
3 |
36 - 57 |
2,42 |
6,46 |
0,6422 |
- |
- |
- |
4 |
57 - 75 |
2,62 |
9,08 |
0,6784 |
- |
- |
- |
5 |
75 - 95 |
2,90 |
11,98 |
0,7170 |
- |
- |
- |
6 |
95 - 112 |
2,90 |
14,88 |
0,7300 |
- |
- |
- |
7 |
112-130 |
3,02 |
17,90 |
0,7454 |
- |
- |
- |
8 |
130-147 |
3,02 |
20,92 |
0,7595 |
- |
- |
- |
9 |
147-163 |
2,94 |
23,86 |
0,7725 |
- |
- |
- |
10 |
163-180 |
3,02 |
26,88 |
0,7855 |
1,27 |
- |
- |
11 |
180-197 |
3,17 |
30,05 |
0,7990 |
1,56 |
- |
- |
12 |
197-215 |
3,29 |
33,34 |
0,8110 |
1,88 |
1,26 |
- |
13 |
215-233 |
3,10 |
36,44 |
0,8213 |
2,34 |
1,50 |
- |
14 |
233-250 |
3,18 |
39,62 |
0,8311 |
2,96 |
1,77 |
- |
15 |
250-270 |
3,26 |
42,88 |
0,8406 |
3,75 |
2,09 |
- |
16 |
270-288 |
3,30 |
46,18 |
0,8496 |
4,82 |
2,46 |
0,89 |
17 |
288-305 |
3,34 |
49,52 |
0,8585 |
6,26 |
3,05 |
1,2 |
18 |
305-323 |
3,26 |
52,78 |
0,8678 |
8,50 |
3,91 |
1,58 |
19 |
323-339 |
3,30 |
56,08 |
0,8749 |
11,35 |
4,95 |
1,95 |
20 |
339-357 |
3,42 |
59,50 |
0,8835 |
15,15 |
6,62 |
2,36 |
21 |
357-375 |
3,58 |
63,08 |
0,8922 |
- |
9,40 |
3,02 |
22 |
375-393 |
3,78 |
66,86 |
0,9020 |
- |
12,70 |
3,85 |
23 |
393-412 |
3,78 |
70,64 |
0,9112 |
- |
25,70 |
5,12 |
24 |
414-434 |
3,74 |
74,38 |
0,9200 |
- |
34,67 |
6,88 |
25 |
434-457 |
3,69 |
78,07 |
0,9268 |
- |
56,03 |
8,95 |
26 |
457-478 |
3,45 |
81,52 |
0,9330 |
- |
77,55 |
10,95 |
27 |
478-500 |
3,48 |
85,00 |
0,9380 |
- |
98,60 |
13,05 |
28 |
остаток |
15,00 |
100,00 |
0,9959 |
- |
- |
- |
Приложение К
(справочное)
Таблица К1 - Характеристика нефтей, керосино-дизельных фракций и мазутов
Наименова- ние нефти |
Интервал отбора фракции, 0С |
Фракционный состав по ГОСТ 2177, 0С |
|
ν20 *106, м2/с |
ν50 *106, м2/с |
ν100 *106, м2/с |
||||
Н.К. |
10% |
50% |
90% |
98% |
||||||
Самотлор-ская нефть (смесь) |
нефть |
28 |
87 |
307 |
- |
- |
0,843 |
6,13 |
3,33 |
- |
150-240 |
161 |
- |
199 |
- |
236 |
0,800 |
1,82 |
1,23 |
- |
|
180-240 |
- |
198 |
206 |
226 |
235 |
0,808 |
2,17 |
1,43 |
- |
|
180-350 |
- |
200 |
255 |
231 |
331 |
0,842 |
5,00 |
2,46 |
- |
|
200-350 |
- |
220 |
274 |
322 |
333 |
0,848 |
5,78 |
2,66 |
- |
|
240-300 |
- |
248 |
269 |
290 |
294 |
0,844 |
5,15 |
2,52 |
- |
|
240-350 |
- |
268 |
290 |
326 |
333 |
0,859 |
8,05 |
3,25 |
- |
|
остаток (мазут) |
>300 |
- |
- |
427 |
- |
- |
0,920 |
- |
34,7 |
6,9 |
>350 |
- |
- |
462 |
- |
- |
0,931 |
- |
77,2 |
10,8 |
|
Троицко-анастаси-евская нефть, IV горизонт |
нефть |
101 |
150 |
370 |
- |
- |
0,907 |
37,81 |
11,37 |
- |
120-240 |
150 |
159 |
188 |
222 |
233 |
0,816 |
1,74 |
- |
- |
|
150-330 |
185 |
210 |
252 |
289 |
301 |
0,859 |
4,03 |
2,32 |
- |
|
150-350 |
187 |
211 |
265 |
313 |
324 |
0,865 |
4,80 |
2,50 |
- |
|
180-350 |
- |
233 |
269 |
314 |
327 |
0,869 |
5,69 |
2,72 |
- |
|
240-350 |
- |
254 |
278 |
315 |
325 |
0,878 |
7,12 |
3,18 |
- |
|
мазут |
>350 |
- |
- |
470 |
- |
- |
0,961 |
- |
2,54 |
0,22 |
Новодми-триевская нефть |
нефть |
49 |
91 |
286 |
- |
- |
0,827 |
5,24 |
2,83 |
- |
120-240 |
137 |
150 |
157 |
219 |
237 |
0,785 |
1,32 |
- |
- |
|
160-230 |
169 |
176 |
190 |
215 |
227 |
0,765 |
1,57 |
- |
- |
|
150-350 |
- |
185 |
246 |
310 |
324 |
0,822 |
2,90 |
1,70 |
- |
|
180-350 |
- |
210 |
258 |
312 |
324 |
0,830 |
3,65 |
2,02 |
- |
|
200-350 |
- |
230 |
269 |
316 |
326 |
0,837 |
4,30 |
2,30 |
- |
|
240-350 |
- |
260 |
285 |
319 |
329 |
0,845 |
5,97 |
2,97 |
- |
|
мазут |
>350 |
- |
- |
490 |
- |
- |
0,931 |
- |
1,36 |
0,19 |
Приложение Л
(справочное)
Таблица Л1 - Материальное исполнение трубного пучка теплообменников
Исполнение по материалу |
Материал трубного пучка |
Коэффициент теплопроводности, λм, Вт/(м*К) |
М1 |
сталь 10, сталь 20, сталь 16ГС |
47 - 48 |
М2 |
Алюминий, сплав АМг2, |
200 - 204 |
М3 |
Латунь ЛАМш 77-2-0,05 |
87 |
М4, Б7 |
Сталь легированная 15Х5М |
17,5 - 23 |
Б1 |
08Х13 |
|
М8, М10, Б2 |
08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т |
|
М9, М11, Б3 |
10Х17Н13М2Т |
|
М12, М21, М23 |
08Х22Н6Т |
|
М 20, М22, М24 |
08Х21Н6М2Т |
Приложение М
(справочное)
Тепловое сопротивление загрязнений трубного пучка теплообменников
Среда, омывающая теплообменную поверхность |
тепловое сопротивление загрязнений, rз , м2*К/Вт |
Воздух |
(2 - 4)*10-4 |
Водяной пар |
0,6*10-4 |
Водяной пар со следами масла |
(0,9 – 1,0)*10-4 |
Вода дистиллированная |
1*10-4 |
Вода морская, вода жёсткая |
(5 - 10)*10-4 |
Вода речная чистая |
(2 - 5)*10-4 |
Вода речная, средней загрязнённости |
(4 - 7)*10-4 |
Вода речная, сильно загрязнённая |
(10 - 17)*10-4 |
Вода оборотная подготовленная |
(2 - 4)*10-4 |
Вода оборотная неподготовленная |
(5 - 9)*10-4 |
Вода химически очищенная для котлов |
(1 - 2)*10-4 |
Нефть сырая, не обессоленная |
4*10-4 (17 оС) - 14*10-4 (260 оС) |
Нефть обессоленная |
4*10-4 (17 оС) - 10*10-4 (260 оС) |
Пары бензина, лигроина, вакуумной колонны |
2*10-4 |
Бензин |
4*10-4 |
Лигроин, керосин, ароматические углеводороды |
2*10-4 |
Дизельная фракция, лёгкий газойль |
4*10-4 |
Тяжёлый газойль, масляные дистилляты |
(5 – 6)*10-4 |
Мазут |
(8 – 10)*10-4 |
Гудрон, асфальт |
(17 – 19)*10-4 |
Приложение Н
(справочное)
Конструктивные параметры кожухотрубных теплообменных аппаратов
Таблица Н1- Диаметр условного прохода штуцеров кожухотрубных теплообменников
Диаметр кожуха, Dк , мм |
Диаметр условного прохода штуцеров для трубного пространства при числе ходов по трубам, Dу , мм |
Диаметр условного прохода штуцеров к межтрубному пространству, Dу , мм |
|||
1 |
2 |
4 |
6 |
||
159 |
80 |
- |
- |
- |
80 |
273 |
100 |
- |
- |
- |
100 |
325 |
150 |
100 |
- |
- |
100 |
400 |
150 |
150 |
- |
- |
150 |
500, 600 |
200 |
200 |
150 |
100 |
200 |
800 |
250 |
250 |
200 |
150 |
250 |
1000 |
300 |
300 |
200 |
150 |
300 |
1200 |
350 |
350 |
250 |
200 |
350 |
1400 |
- |
350 |
250 |
200 |
350 |
Таблица Н2 - Число сегментных перегородок в кожухотрубных теплообменниках
Диаметр кожуха, Dк , мм |
Число сегментных перегородок, х, при длине труб , мм |
||||||
1000 |
1500 |
2000 |
3000 |
4000 |
6000 |
9000 |
|
159 |
6 |
10 |
14 |
26 |
- |
- |
- |
273 |
4 |
8 |
12 |
18 |
- |
- |
- |
325 |
- |
6 |
8 |
14 (16) |
18 |
(36, 38) |
- |
400 500 |
- |
- |
6 |
10 |
14 |
22 (24,26) |
- |
600 |
- |
- |
4 |
8 |
10 |
18 (16) |
(24) |
800 |
- |
- |
4 |
6 |
8 |
14 (12) |
22 (20) |
1000 |
- |
- |
- |
4 |
6 |
10 |
16 (18) |
1200 |
- |
- |
- |
- |
6 |
8 |
14 (12) |
1400 |
- |
- |
- |
- |
6 |
8 |
14 (12) |
Примечание - числа в скобках относятся к теплообменникам с плавающей головкой и с U – образными трубками |
|||||||
Таблица Н3 - Общее число труб в кожухотрубных теплообменниках
Диаметр кожуха, Dк , мм |
Наружный диаметр труб, Dвтр х δвтр , мм |
Число ходов по трубам |
Общее число труб в пучке, Y |
159* |
20×2 |
1 |
19 |
25×2 |
13 |
||
273* |
20×2 |
1 |
61 |
25×2 |
37 |
||
325 |
20×2 |
1 |
100 |
2 |
90 |
||
25×2 |
1 |
62 |
|
2 |
56 |
||
400 |
20×2 |
1 |
181 |
2 |
166 |
||
25×2 |
1 |
114 |
|
2 |
100 |
||
600 |
20×2 |
1 |
389 |
2 |
370 |
||
4 |
334 |
||
6 |
316 |
||
25×2 |
1 |
257 |
|
2 |
240 |
||
4 |
206 |
||
6 |
196 |
||
800 |
20×2 |
1 |
717 |
2 |
690 |
||
4 |
638 |
||
6 |
618 |
||
25×2 |
1 |
465 |
|
2 |
442 |
||
4 |
404 |
||
6 |
385 |
||
1000 |
20×2 |
1 |
1173 |
2 |
1138 |
||
4 |
1072 |
||
6 |
1044 |
||
25×2 |
1 |
747 |
|
2 |
718 |
||
4 |
666 |
||
6 |
642 |
||
1200 |
20×2 |
1 |
1701 |
2 |
1658 |
||
4 |
1580 |
||
6 |
1544 |
||
25×2 |
1 |
1083 |
|
2 |
1048 |
||
4 |
986 |
||
6 |
958 |
Окончание таблицы Н3
Диаметр кожуха, Dк , мм |
Наружный диаметр труб, Dвтр х δвтр , мм |
Число ходов по трубам |
Общее число труб в пучке, Y |
1400 |
20×2 |
1 |
- |
2 |
2298 |
||
4 |
2204 |
||
6 |
2162 |
||
25×2 |
1 |
1545 |
|
2 |
1504 |
||
4 |
1430 |
||
6 |
1396 |
Приложение П
(справочное)
Значения абсолютной шероховатости труб
Таблица П1 - Ориентировочные значения абсолютной шероховатости труб, Δтр
Вид трубы |
Δтр * 103 , м |
Латунные, стальные нержавеющие |
0,1 |
Стальные, с некорродирующими жидкостями (нефть, нефтепродукты, воздух, водяной пар) |
0,2 |
Стальные, со слабо коррозирующими жидкостями (лёгкий бензин, артезианская вода, аммиак) |
0,3…0,5 |
Стальные, с сильно коррозирующими жидкостями (раствор NaCl, СaCl2) и газами (Н2S, HCl) |
0,5…1,0 |
Стальные старые, сильно загрязнённые |
0,5…2,0 |
Стальные для пара, работающие периодически |
0,5 |
Стальные для конденсата, работающие периодически |
1,0 |
