Пояснительная записка к курсовой работе по теме «Тепловой расчёт рекуперативных теплообменных аппаратов»

Вариант № 9

Задание для курсовой работы

Выполнить тепловой расчёт рекуперативного теплообменного аппарата, используемого на ТЭЦ в районных котельных для подогрева сетевой воды. Целью расчёта является определение площади поверхности теплообменного аппарата, которая обеспечивает необходимый режим нагрева воды. По полученному значению площади поверхности теплообменного аппарата выбирают теплообменник из типоразмерного ряда теплообменных аппаратов, сведения о которых указаны в соответствующей справочной литературе. Чертёж выбранного аппарата с указанием его основных геометрических размеров представляют в формате А4.

Таблица 1

Исходные данные для конструктивного теплового расчёта рекуперативного теплообменного аппарата

№ варианта	Диаметр труб	Расход воды т/ч	Число ходов по воде, z	Температура воды на входе, ,	Температура воды на выходе, ,	Давление пара, , МПа	,	Схема размещения трубок
9	19х1	55	2	70	130	0,79	1,6	Коридорное

Общие сведения о теплообменных аппаратах

Тeплообменными аппаратами (ТА) называют устройства, предназначенные для передачи тепловой энергии от одной среды в другую. ТА используют в виде отдельных агрегатов или элементов оборудования технологических или энергетических установок. По назначению ТА разделяют на нагреватели, охладители, испарители, конденсаторы и др.

По принципу действия ТА бывают рекуперативные, регенеративные, смесительные, с промежуточным теплоносителем и с внутренними источниками теплоты. В промышленной теплоэнергетике наиболее распространены рекуперативные ТА. Рекуперативными называют ТА, в которых теплообмен между греющей и нагреваемой средами (теплоносителями) происходит через разделяющую их твердую стенку. Тепловой поток при этом имеет постоянное направление, а процесс теплообмена протекает непрерывно.

В различных отраслях промышленности нашли широкое применение кожухотрубные рекуперативные ТА (рис. 1) [1, 2]. Кожухотрубные аппараты изготовляют жесткой, полужесткой и нежесткой конструкции; одно- и многоходовые; прямоточные, противоточные и поперечноточные; горизонтальные и вертикальные.

В кожухотрубных теплообменниках одна среда движется в трубах, а в межтрубном пространстве. Трубное и межтрубное пространства разобщены, что позволяет использовать различные сочетания греющих и нагревающих сред: жидкость-жидкость; пар-жидкость; пар-газ; газ-газ; газ-жидкость. Движение этих теплоносителей может иметь различный характер: прямоток и противоток характерны для одноходовых ТА; перекрестный ток и другие более сложные сочетания движения теплоносителей наблюдаются в многоходовых ТА. Число ходов теплоносителя, движущегося внутри труб многоходовых ТА может достигать значенийz=2...8.

Рекуперативные ТА состоят из пучка труб 3 (рис. 1), жестко закрепленных в трубных решетках 6; корпуса (кожуха) 2;крышек 5 с фланцами, образующими распределительные камеры 1; опор 4 и перегородок 8, расположенных в межтрубном пространстве. На кожухе и крышках установлены технологические патрубки и штуцера. Для снижения температурных напряжений используют специальные компенсаторы 7, выполненные в виде гофр на корпусе аппарата.

Трубные пучки рекуперативных ТА изготовляют, как правило, из гладких труб наружным диаметром d_н, и толщиной стенки δ: 14х1; 14х1,5; 16x0,75; 16×1; 16×1,5; 19×1; 22×2; 24×1; 32×4; 32×5; 38×2,5 мм [1, 2]. Maтериалом для труб служат медь, латунь или сталь.

Рис.1. Схемы рекуперативных ТА:

a-жесткой конструкции; б-полужесткой конструкции;

в-сU-образными трубками;

1-распределительная камера; 2-корпус (кожух); 3-теплообменные трубы;

4-опора; 5-задняя крышка; 6-трубная решетка;7-компенсатор; 8-перегородки