20

1.2.4 Варианты установки перегородок в крышках теплообменных аппаратов

В многоходовых теплообменных аппаратах крышки снабжаются перегородками, а на трубной решетке должны быть предусмотрены свободные (без отверстий) участки под перегородки крышек. Для этого выполняется эскиз трубной решетки с учетом вышесказанного, уточняя число труб в каждом ходу, стремясь достичь их примерного равенства.

Существует несколько способов распределения труб по ходам (рисунок 1.6). В крышках двух- и четырехходовых теплообменников ходы могут разделяться параллельными перегородками (рисунок 1.6, а). На рисунке сплошными линиями показаны перегородки в передней крышке (со стороны входа теплоносителя в трубное пространство), а пунктиром – в задней крышке.

Рисунок 1.6 – Варианты установки перегородок в крышке

теплообменного аппарата

Цифрами обозначена последовательность ходов. В аппаратах с четырьмя и более ходами применяют разбивку труб по секторам (рисунок 1.6, в) или более сложные, комбинированные методы установки перегородок (рисунок 1.6, б и г).

1.2.5 Конструкции крышек теплообменных аппаратов

Крышки теплообменных аппаратов могут быть различных конструктивных форм с различными местами установки патрубков. Крышка с патрубком, ось которого перпендикулярна плоскости разъема (рисунок 1.7, а), неудобна тем, что снятие ее с корпуса сопровождается демонтажем трубопровода. Крышка с боковым патрубком (рисунок 1.7, б) требует только отсоединения труб от

21

крышки. Съемное днище крышки-коллектора (рисунок 1.7, в) допускает осмотр и очистку аппарата без отделения его от трубопроводов, однако дополнительное фланцевое соединение усложняет конструкцию аппарата и его обслуживание. Если выполнить крышку с одним разъемным соединением выше патрубков (рисунок 1.7, г), то можно ограничиться одним этим разъемом. Однако изготовление такой конструкции значительно сложнее, она менее удобна при смене и развальцовке труб.

Рисунок 1.7 – Типы крышек теплообменных аппаратов, соединений их с корпусом и трубопроводами

1.2.6 Определение диаметров штуцеров

Одной из задач проектирования теплообменного аппарата является определение диаметров штуцеров (патрубков) для подвода и отвода теплоносителей.

Площадь сечения штуцера на основании уравнения неразрывности

рость, которая может быть принята примерно равной скорости теплоносителя в аппарате.

Тогда диаметр штуцера определяется по формуле

22

и выбирается из стандартного ряда диаметров условного прохода штуцера:

10, 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 150; 200; 250; 300; 350; 400; 500; 600;

800; 1000 и т.д. через 200 мм до 4000 мм.

1.2.7 Принятие окончательного решения при конструировании теплообменного аппарата

На основании полученных в результате расчета основных геометрических размеров вычерчивается эскиз теплообменного аппарата, разрабатываются узлы аппарата и детали их сочленения. Исходя из окончательно принятых геометрических параметров аппарата, уточняются скорости теплоносителей. По методикам, известным из теории теплообмена, определяются коэффициенты теплоотдачи и теплопередачи, а также расчетная поверхность теплообмена аппарата. Если расчетная поверхность теплообмена равна или менее (на 10…15 %) поверхности теплообмена аппарата, представленного на эскизе, расчет размеров можно считать оконченным. Если же расчетная поверхность оказывается больше поверхности теплообмена аппарата, изображенного на эскизе, то нужно увеличить поверхность на чертеже, например, удлинением пучка труб. В случае значительного превышения расчетной поверхности (> 15 %) необходимо изменять параметры конструкции теплообменного аппарата.

Далее выполняются следующие этапы проектирования теплообменного аппарата:

1.Выбираются конструкционные материалы для всех деталей теплообменника, а также производится расчет их на прочность. Он бывает конструкторский и поверочный. При конструкторском расчете определяются минимально необходимые размеры элементов, а при поверочном – проверка на прочность су-

ществующих элементов аппарата. (Методику механического расчета – смотри в соответствующем разделе).