3

− пояснительная записка.

На основании технического проекта заказывается основное и вспомогательное оборудование, приборы контроля и автоматического регулирования.

После рассмотрения специалистами и утверждения технического проекта приступают к выполнению рабочих чертежей.

Комплект рабочих чертежей состоит из следующих частей:

−чертежей транспортных, энергетических и канализационных коммуникаций;

−строительных и монтажных чертежей;

−чертежей основного оборудования в сборе со всеми коммуникационными трубопроводами, лестницами и площадками обслуживания и стационарными подъемно-транспортными устройствами;

−чертежей узлов и отдельных элементов оборудования;

−чертежей монтажно-коммуникационных систем щитов, пультов управления и установки приборов КИП и А;

−чертежей очистных сооружений.

Тема 1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ

Теплообменный аппарат является одним из наиболее распространенных и важных элементов энергетических, технологических и коммунально-бытовых установок. Расчет, проектирование, конструирование и эксплуатация теплообменных аппаратов должны производиться с учетом большой сложности происходящих в них процессов, а также значительного влияния параметров процесса теплообмена на технико-экономические показатели соответствующих установок. Существует три типа задач, связанных с расчетом и проектированием теплообменных аппаратов.

1.Выбор теплообменного аппарата из серии типовых (нормализованных) по каталогам (ГОСТам).

4

2.Конструирование нового теплообменного аппарата, не связанного ограничениями каталогов, либо создание новой серии аппаратов.

3.Поверочный расчет теплообменного аппарата в связи с изменением техноло-

Теплообменные аппараты

Поверхностные Смесительные

Рекуперативные Регенеративные

Рисунок 1.1 – Классификация теплообменных аппаратов

гических параметров процесса.

Теплообменные аппараты отличаются большим разнообразием конструкции и принципа действия (рисунок 1.1). Несмотря на это существует общий подход к их проектированию. Расчет и конструирование теплообменных аппаратов основывается на применении ряда нормативных положений, обязательных технических правил и указаний и на использовании стандартных (нормализованных) деталей, узлов и аппаратов в целом. Конструкция теплообменного аппарата разрабатывается исходя из следующих особенностей его работы:

−функционального назначения аппарата (охлаждение, нагревание, испарение, конденсация теплоносителей);

−вида и характеристик теплоносителей;

−тепловой нагрузки;

−температур и давлений теплоносителей;

−надежность и безопасность эксплуатации.

5

1.1 Рекомендации по выбору схемы взаимного тока и скоростей теплоносителей

Для теплообменных аппаратов (теплообменники, холодильники) с поверхностью теплообмена, образованной пучками труб, необходимо, прежде всего, решить, какой теплоноситель пропускать по трубам, а какой в межтрубном пространстве.

В общем случае в межтрубном пространстве следует пропускать более вязкий теплоноситель, считая вязкость при рабочей температуре в теплообменном аппарате. В то же время, если среда может вызвать интенсивную коррозию поверхности теплообмена, то её следует пропускать в трубном пространстве, несмотря на повышенную вязкость.

Поток, имеющий повышенное рабочее давление, целесообразно также пропускать через трубное пространство из соображений прочности и экономичности конструкции, т.к. в этом случае удовлетворяется общее правило конструирования: нагружать более высоким давлением детали меньшего размера.

На схему тока и конструктивный тип аппарата существенное влияние оказывают особенности его эксплуатации. Так, среды, дающие загрязнение поверхности нагрева, следует пропускать в трубное пространство, которое легче может подвергаться периодической чистке. Применение трубной системы из U-образных или витых (змеевиковых) труб в этом случае недопустимо.

Выбор схемы тока непосредственно связан также с возможностью обеспечения скоростей потоков, которые необходимы для получения приемлемых коэффициентов теплоотдачи α. Практика показывает, что удовлетворительные значения α можно получить при скоростях для жидкости 0,5…3,0 м/с и для газов 8…30 м/с (таблица 1.1).

Таблица 1.1 – Рекомендуемые скорости теплоносителей в трубопроводах

6

Пределы скоростей, приведенные в таблице 1.1, имеют ориентировочный характер и лимитируются гидравлическим сопротивлением. Коэффициент теплоотдачи от теплоносителя в межтрубном пространстве пропорционален w0,6, а гидравлическое сопротивление зависит от w2.

Так как массовые расходы потоков определяются материальным и тепловым балансами теплообменного аппарата, то скорость теплоносителя можно изменить только подбором сечений.

Предварительные расчеты, выполненные по ориентировочным значениям α, рекомендованным в литературе для различных теплоносителей и видов теплообмена, позволяют определить основные пропорции аппарата. Если при этом расчетная длина теплообменного аппарата с одним ходом по трубам превышает длину труб, выпускаемых промышленностью (≤ 9 м), то следует рассмотреть вопрос о применении многоходового теплообменного аппарата.

В изотермических конденсаторах и испарителях скорость конденсирующегося и кипящего потоков не влияет на коэффициент теплоотдачи α.