СОДЕРЖАНИЕ

1. ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ 3

2. ОПИСАНИЕ ТЕПЛООБМЕННОГО АППАРАТА 4

3. ТЕПЛОВОЙ И КОНСТРУКТИВНЫЙ РАСЧЕТЫ 6

4. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ 9

5. МЕХАНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ 11

6. РАСЧЕТ ОПОР АППАРАТА 17

7. РАСЧЕТ ЛИНЗОВЫХ КОМПЕНСАТОРОВ 20

8. РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ 22

9. КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ 23

9.1. Греющий теплоноситель: 23

Греющая вода имеет параметры: P_абс = 1,5 МПа = 15 атм; t_max = 155^о С; 23

Следовательно для измерения температуры используем термометр стеклянный ртутный типа ТП-121, градуировка шкалы 0-200^о С. 23

Для измерения давления используем манометр с одновитковой трубчатой пружиной; верхний предел измерения составляет 25 атм , класс точности 1,5; цена деления составляет 0,5 атм/см². 23

9.2. Нагреваемый теплоноситель: 23

Нагреваемая вода имеет параметры Ризб = 0,8 МПа = 8 атм; Рабс = 0,9 МПа = = 9 атм; tmax = 120 оС. 23

Для измерения давления используем манометр с одновитковой трубчатой пружиной; верхний предел измерения составляет 16 атм , класс точности 1,5; цена деления составляет 0,5 атм/см². 23

10. ТРЕБОВАНИЯ «РОСТЕХНАДЗОРА» 24

11. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 26

1. Задание на курсовой проект

В данной курсовой работе производится тепловой, конструктивный, гидравлический и механический расчеты секционного водоводяного подогревателя. Греющий теплоноситель: вода с начальной температурой 155⁰С, конечной - 85⁰С, с расходом

V_Т = 80 м³/час при давлении 1,5 МПа. Нагревается вода от 20 до 120⁰С при давлении избыточном 0,8 МПа.

Исходные данные:

1. Температура греющей воды начальная:

2. Температура греющей воды конечная:

3. Давление греющей воды: МПа

4. Температура нагреваемой воды на входе:

5. Температура воды на выходе:

6. Давление нагреваемой воды: МПа

7. Расход сетевой воды в трубках: V_Т = 80 м³/час (G_Т = 80000 кг/час)

В трубном пространстве течет греющий теплоноситель, в межтрубном – нагреваемый.

Греющий теплоноситель направим по трубкам, выполняем из латуни d_нар/d_вн = 16/14.

2. Описание теплообменного аппарата

Элементные или секционные теплообменники представляют собой по сути конструктивную разновидность трубчатых аппаратов. Они состоят из нескольких последовательно соединенных трубчатых элементов, каждый из которых ограничен кожухом небольшого диаметра, в котором размещена трубчатка с небольшим числом трубок.

Развитие элементных теплообменников связано со стремлением к повышению скорости движения рабочих сред главным образом в межтрубном пространстве, без устройства в межтрубном пространстве сложных и неудобных в эксплуатации перегородок. Каждый из элементов представляет собой отдельный ход для рабочей среды, а сочетание нескольких элементов соответствует рациональной идее многоходового трубчатого теплообменного аппарата с максимальным приближением взаимного направления движения рабочих сред к наиболее выгодному случаю чистого противотока. Применение элементных теплообменников оказывается наиболее эффективным в качестве противоточных аппаратов для физически однородных сред, движущихся с приблизительно одинаковыми скоростями без изменения своего агрегатного состояния (например, газо-газовые или жидкостно-жидкостные теплообменники). Кроме того, элементные теплообменники с секциями малых диаметров предпочтительны при более высоких давлениях рабочих сред.

Переходным от кожухотрубчатых аппаратов к элементным являются батарейные трубчатые аппараты.

На рисунке №1 показан элементный водо-водяной теплообменник (секционный водо-водяной подогреватель Теплосети Мосэнерго). Каждый из элементов этого аппарата является одноходовым , что позволяет обойтись без устройства перегородок в межтрубном пространстве. Для уменьшения нерабочих объемов межтрубного пространства здесь применено жесткое крепление обеих трубных решеток, а для компенсации температурных удлинений на корпусе элементов устроены линзовые компенсаторы. Число трубок в каждом элементе аппарата составляет от 4 до 140, что соответствует внутренним диаметрам корпуса D = 50-305 мм (наружный диаметр трубки d = 16 мм ) и поверхности нагрева одного элемента от 0,75 до 26,4 м².

РИСУНОК №1

Элементный (секционный) водо-водяной теплообменник 1-фланец; 2-патрубок переходной; 3-муфта; 4-трубная решетка; 5-трубки; 6-опорное кольцо; 7-компенсатор линзовый; 8-патрубок; 9-корпус; 10-калач соединительный; 11-штуцер

Существенным недостатком элементных теплообменников является их громоздкость и высокая стоимость единицы поверхности теплообмена, так как разделение поверхности на элементы (секции) вызывает увеличение количества наиболее дорогих деталей аппарата: трубных решеток, переходных камер, фланцевых соединений и т.д. Но благоприятные теплотехнические характеристики этих аппаратов (главным образом высокие значения коэффициента теплопередачи) при однородных обеих рабочих средах все же обеспечивают им достаточно широкое распространение. Весьма важной задачей является нормализация узлов, деталей и типовых конструкций элементных теплообменников, что должно привести к дальнейшей рационализации их устройства и улучшению экономических характеристик.