4 Конструирование теплообменного аппарата
4.1 Выбор способа размещения и крепления труб в трубных решетках.
Для обеспечения необходимой жесткости пачек труб они с двух сторон закреплены в трубных решетках. Размещают греющие трубы в трубных решетках несколькими способами: по сторонам и вершинам правильных треугольников (в шахматном порядке), по сторонам и вершинам квадратов, по вершинам равносторонних треугольников и по концентрирующим окружностям. Греющие трубы, укрепляют в трубной решетке развальцованы в ней.
4.2 Выбор минимального шага между трубами.
Уменьшение шага трубного пучка уменьшает массу и размеры теплообменника. Уменьшение шага пучка ограничено технологическими возможностями. Обычно:
Smin=(1,25-1,6) ∙dn (4.1)
4.3 Определение количества геометрических фигур (шестиугольников, прямоугольников или окружностей) для размещения труб.
При размещении труб на одинаковом межтрубном расстоянии и растяжении их по сторонам и вершинам правильных шестиугольников на каждом шестиугольнике можно установить труб:
zi=6∙i. (4.2)
где і-номер шестиугольника, начиная с ближнего к центру.
Общее количество труб, которое может быть установлено в теплообменнике на n шестиугольниках.
zn=1+Σzi+ Σ6∙і (4.3)
По наибольшей диагонали n-го шестиугольника можно становить zdn труб
zdn=2n+1. (4.4)
При использовании двухходового теплообменника по диагонали трубной решетки устанавливают перегородку для разделения холодной и горячей води, поэтому на этом месте трубы не размещают и их общее количество будет
zd2= zn- zdn (4.5)
4.4Определение диаметра корпуса теплообменника.
Расстояние между корпусом и ближайшими к нему трубами должно быть:
sk>1,5∙dn (4.6)
Внутренний диаметр корпуса теплообменника:
Dв=2∙n∙ sk +4dн (4.7)
Расчетное значение внутреннего диаметра округляют до ближайшего размера, рекомендуемого ГОСТ 9617-79 из следующего ряда: 400, 500, 600, 700, 800, 900 мм и далее через 200 мм до 4000 мм.
Цилиндрические кожуха аппаратов можно изготавливать из безшовных горячекатаных стальных труб с наружным диаметром согласно сортаменту 159, 219, 245, 273 мм толщиной стенки 7 мм, диаметром 299, 325, 351, 377, 402, 426 мм толщиной стенки 8 мм, диаметром 450, 480, 500, 539, 720, 820 мм толщиной стенки 9 мм.
4.5 Определение толщины трубной решетки.
При развальцовке латунных труб:
Др=10+0,2dн (4.8)
Додаток
Таблиця 1 – Теплофізичні властивості води
t, oC |
p, бар |
h׀,
|
ρ, кг/м3 |
ср, кДж/кг·К
|
λ, Вт/(м·К) |
ν·106, м2/с |
Pr |
За атмосферного тиску |
|||||||
0 |
1,019 |
0 |
999,9 |
4,217 |
0,569 |
1,792 |
12,99 |
10 |
1,013 |
42,1 |
999,7 |
4,193 |
0,586 |
1,308 |
9,30 |
20 |
1,013 |
84,0 |
988,2 |
4,182 |
0,602 |
1,005 |
6,96 |
30 |
1,013 |
125,8 |
995,7 |
4,179 |
0,617 |
0,801 |
5,40 |
40 |
1,013 |
161,5 |
992,2 |
4,179 |
0,630 |
0,658 |
4,32 |
50 |
1,013 |
209,3 |
988,1 |
4,181 |
0,643 |
0,554 |
3,54 |
60 |
1,013 |
251,2 |
983,2 |
4,185 |
0,653 |
0,475 |
2,97 |
70 |
1,013 |
293.0 |
977,8 |
4,190 |
0,662 |
0,414 |
2,54 |
80 |
1,013 |
335,0 |
971,8 |
4,197 |
0,669 |
0,365 |
2,20 |
90 |
1,013 |
377.0 |
965,5 |
4,205 |
0,675 |
0,326 |
1,94 |
На лінії насичення |
|||||||
100 |
1,013 |
419,0 |
958,4 |
4,216 |
0,680 |
0,294 |
1,73 |
110 |
1,033 |
461,3 |
951,0 |
4,229 |
0,683 |
0,268 |
1,65 |
120 |
1,058 |
503,7 |
943,7 |
4,245 |
0,685 |
0,246 |
1,43 |
130 |
2,701 |
546,3 |
934,8 |
4,263 |
0,687 |
0,228 |
1,31 |
140 |
3,614 |
589,1 |
926,1 |
4,285 |
0,687 |
0,212 |
1,22 |
150 |
4,700 |
632,2 |
917,0 |
4,310 |
0,686 |
0,198 |
1,14 |
160 |
6,108 |
675,5 |
907,4 |
4,339 |
0,684 |
0,187 |
1,07 |
170 |
7,920 |
719,1 |
897,2 |
4,371 |
0,681 |
0,177 |
1,02 |
180 |
10,03 |
763,1 |
886,2 |
4,408 |
0,676 |
0,168 |
0,97 |
190 |
12,55 |
807,5 |
876,0 |
4,449 |
0,669 |
0,161 |
0,94 |
200 |
15,55 |
852,4 |
861,7 |
4,497 |
0.663 |
0,155 |
0,91 |
Таблиця 4 Термодинамічні властивості води і водяної пара на лінії насичення
p, бар |
tn, oC |
ρ׀׀, кг/м3 |
h׀, кДж/кг |
h׀׀, кДж/кг |
r, кДж/кг |
1,0 |
99,6 |
0,590 |
417,4 |
2675 |
2258 |
1.1 |
102,3 |
0,645 |
428,9 |
2678 |
2251 |
1,2 |
104,7 |
0,6849 |
439,1 |
2683 |
2244 |
1.3 |
107,1 |
0,755 |
449,2 |
2687 |
2238 |
1.4 |
109,3 |
0,809 |
458,5 |
2691 |
2232 |
1.5 |
111,4 |
0,863 |
467,2 |
2694 |
2227 |
1.6 |
113,3 |
0,916 |
475,4 |
2697 |
2221 |
1.7 |
115.2 |
0,970 |
483,2 |
2700 |
2216 |
1.8 |
116,9 |
1,023 |
490,7 |
2702 |
2211 |
1.9 |
118,6 |
1.076 |
497,9 |
2704 |
2207 |
2.0 |
120,2 |
1.129 |
504,8 |
2707 |
2202 |
2.1 |
121.8 |
1,182 |
511,4 |
2709 |
2198 |
2,2 |
123,3 |
1.235 |
517,8 |
2711 |
2194 |
2.3 |
124,7 |
1.287 |
524,0 |
2713 |
2190 |
2.4 |
126,1 |
1,340 |
529.8 |
2715 |
2185 |
2.5 |
127,4 |
1,392 |
535,4 |
2717 |
2182 |
2.6 |
128,7 |
1,444 |
540,9 |
2719 |
2178 |
2.7 |
130.0 |
1,495 |
546,2 |
2721 |
2175 |
2.8 |
131,2 |
1.548 |
551,4 |
2722 |
2171 |
2.9 |
132,4 |
1.599 |
556,5 |
2724 |
2167 |
3.0 |
133,5 |
1.651 |
561,4 |
2725 |
2164 |
Перелік літератури
1 Конвісор І.О., Паригіна Т.Б. Теплотехніка.: Навчальний посібник.
КНТЕУ. 2003. 184 с.
2 Теплотехніка. (теорія теплообміну, технічна термодінаміка). Конспект лекцій. Київ. КНТЕУ. 2003. 98 с.
3 Методичні вказівки та завдання для самостійної роботи з курсу „Теплотехніка”. Київ. КНТЕУ. 2002.-54 с.
4 Теплотехніка. Збірник задач.-Київ. КНТЕУ. 2006. 49 с.
5 Алабовский А.Н., Недужий И.А. техническая термодинамика и теплопередача. – Киев.: Вища школа. 1990.
6 Теплотехніка. / Под.ред. Баскакова А.П. – Москва.: Энергоатомиздат. 1991.
7 Лашутина Н.Г., Машкова О.В., Медведев Р.М. Техническая термодинамика с основами теплопередачи и гидравлики. – Л.: Машиностроение. 1988.
8 Кулиниченко В.Р. Справочник по теплообменным расчетам. – Киев.: Техника. 1990.
Зміст
Передмова………..………………………………… …….……2
1 Програма з навчальної дисципліни „ Теплотехніка”...……..3
2 Рекуперативний теплообмінний апарат…………………..….7
2.1 Варіанти домашніх робіт………………….………….….….8
3 Тепловий розрахунок теплообмінного апарату ………….....10
4 Конструювання теплообмінного апарата…………………....19
Список літератури……………………………………….........…21
Додатки……………………………………………………......…22