МИНИСТЕРСТВО КУЛЬТУРЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ КИНО И ТЕЛЕВИДЕНИЯ»

Кафедра общей химической технологии и экологии

Пояснительная записка

к курсовому проекту по процессам и аппаратам химической технологии на тему: «Кожухотрубчатый теплообменник»

Выполнила:

Студентка Лашова А.С.,

935 гр., 3 курс, дневное отделение

Руководитель проекта:

Соколов Ю.С.

Санкт-Петербург

2012

Содержание

1. Задание курсового проекта 3

: 5

3. Расчетная часть 6

3.1. Тепловой расчет 6

8

По рисунку VIII [3] определим . 8

3.2. Расчет гидравлического сопротивления 13

Гидравлический расчет проводим для варианта 2. 13

Скорость жидкости в трубах: 13

3.3. Технико-экономический анализ 15

5. Список используемой литературы 17

1. Задание курсового проекта

Вариант Т4ТК (Кожухотрубчатый теплообменник, 4 вариант). Рассчитать и спроектировать (по размерам ГОСТ) кожухотрубчатый теплообменник для нагрева раствора в количестве G₁, кг/с от температуры t_1н до температуры t_2н. Нагрев осуществляется водой, начальная температура которой t_2н, конечная t_2к. Свойства нагреваемого раствора представлены в Таблице1.

Массовый расход G1, кг/с	10
Температура t1н, 0С	20
Температура t1к, 0С	40
Температура t2н, 0С	70
Температура t2н, 0С	50
Плотность , кг/ м3	1300
Теплопроводность- , Вт/ м* К	0,65
Динамически коэфф. вязкости , Па*с	1,1*10-3
Теплоемкость с1, Дж/ кг* К	4500
Коэффициент объемного расширения , К-1	48*10-5

2. Введение

Теплопередача - наука, изучающая законы переноса тепла между теплоносителями. Тепло в теплообменных процессах может передаваться несколькими способами:

1. Теплопроводность - тепло переносится за счет хаотичного движения молекул, колебания атомов в кристаллических решетках твердых тел и движение свободных электронов в металлах.

2. Конвекция внутренняя - происходит за счет принудительного перемещения макрообъемов теплоносителя.

3. Конвекция свободная - происходит за счет разности плотностей в различных точках теплоносителя, обусловленной разностью температур в этих точках.

4. Тепловое излучение - тепло переносится за счет электромагнитных волн.

Процессы теплообмена осуществляются в теплообменных ап­паратах различных типов и конструкций.

По способу передачи тепла теплообменные аппараты делят на поверхностные и смесительные. В поверхностных аппаратах рабочие среды обмениваются теплом через стенки из теплопро­водного материала, а в смесительных аппаратах тепло передается при непосредственном перемешивании рабочих сред.

Смесительные теплообменники по конструкции проще поверхностных: тепло в них используется полнее. Но они пригодны лишь в тех случаях, когда по технологическим условиям произ­водства допустимо смешение рабочих сред.

Поверхностные теплообменные аппараты, в свою очередь, делятся на рекуперативные и регенеративные. В рекуперативных аппаратах теплообмен между различными теплоносителями происходит через разделительные стенки. При этом тепловой поток в каждой точке стенки сохраняет одно и то же направление. В регенеративных теплообменниках теплоносители попеременно соприкасаются с одной и той же поверхностью нагрева. При этом направление теплового потока в каждой точке стенки периодически меняется. Рассмотрим рекуперативные поверхностные теплообменники непрерывного действия, наиболее распространенные в промышленности.

Основными элементами кожухотрубчатых теплообменников (Рис.1) являются пучки труб, трубные решетки, корпус, крыш­ки, патрубки. Концы труб крепятся в трубных решетках разваль­цовкой, сваркой и пайкой.

Рис.1. Кожухотрубчатый теплообменник

  Для увеличения скорости движения теплоносителей с целью интенсификации теплообмена нередко устанавливают перегородки, как в трубном, так и межтрубном пространствах.

Аппараты жесткой конструкции используют при сравнительно небольших разностях температур корпуса и пучка труб; эти теплообменники отличаются простотой устройства.

В кожухотрубчатых теплообменниках нежесткой конструкции предусматривается возможность некоторого независимого перемещения теплообменных труб и корпуса для устранения до­полнительных напряжений от температурных удлинений. Нежесткость конструкции обеспечивается сальниковым уплотнением на патрубке или корпусе, пучком U образных труб, подвижной трубной решеткой закрытого и открытого типа.

В аппаратах полужесткой конструкции температурные деформации компенсируются осевым сжатием или расширением специальных компенсаторов, установленных па корпусе. Полужесткая конструкция надежно обеспечивает компенсацию температурных деформаций, если они не превышают 10—15 мм, а условное давление в межтрубном пространстве составляет не более 2,5 кгс/см².

:

При длине труб