Курсовой проект - Теплообменный аппарат кожухотрубный противоточной схемы течения

МГТУ им. Н.Э. Баумана 2024г.

Разработан сборочный узел: теплообменный аппарат кожухотрубный по противоточной схеме течения.

В составе работы: 3D сборка, Выбор параметров теплообменника (1 лист), Чертеж общего вида (3 листа), Рабочий чертеж диффузора (1 лист), РПЗ (44 стр).

В составе РПЗ:
Теплогидравлический расчет теплообменного аппарата;
Выбор оптимальной компоновки теплообменного аппарата;
Расчет диффузора и конфузора горячего теплоносителя;
Расчет тепловых расширений;
Прочностные расчеты элементов конструкции (расчет толщины стенки корпуса, проверочный расчет на статическую прочность корпуса и матрицы ТА, проверочный расчет развальцовки трубок, проверочный расчет болтового соединения фланца, расчет силы затяжки, проверочный расчет опор теплообменного аппарата, расчет сварного соединения проушины под транспортировку);

Исходные данные к проекту:
Холодной теплоноситель - воздух: Tвх = 538 К, Pвх = 3.17 атм., G = 4,7 кг/с;
Горячий теплоноситель - продукты сгорания: Tвх = 907 К, Pвх = 1.52 атм., G = 4,8 кг/с
Степень регенерации: 0.9
Потери давления холодного теплоносителя в матрице: 4%

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение 5
1 Теплогидравлический расчет матрицы телпообменного аппарата 6
1.1 Расчет температур и теплофизических свойств теплоносителей 6
1.2 Расчет геометрических параметров матрицы 10
1.3 Расчет параметров матрицы по скорости горячего теплоносителя ............................................................................................................11
1.4 Расчет параметров теплообменного аппарата по скорости горячего теплоносителя 13
1.5 Расчет потерь давления по холодному теплоносителю 14
1.5.1 Потери давления на трение в межтрубном канале 14
1.5.2 Потери на расширение и сужение холодного теплоносителя в патрубках ........................................................................................................16
1.5.3 Потери на поворот потока 16
1.5.4 Общие потери холодного теплоносителя. Расчет скорости горячего теплоносителя по потерям холодного. 17
1.6 Результаты теплогидравлического расчета 19
2 Выбор оптимальной компоновки матрицы теплообмена. Расчет габаритов теплообменного аппарата 20
2.1 Коридорная компоновка. Форма матрицы – квадрат 20
2.2 Шахматная компоновка. Форма матрицы – квадрат 21
2.3 Шахматная компоновка. Форма матрицы – шестигранник. 22
2.4 Сравнение результатов и выбор компоновки 24
3 Расчет патрубков по горячей стороне 26
3.1 Расчет диффузора на входе в теплообменный аппарат 26
3.2 Расчет конфузора на выходе из теплообменного аппарата 29
3.3 Результаты расчета патрубков на входе и выходе из колена 30
4 Прочностной расчет элементов конструкции 31
4.1 Расчет толщины стенки корпуса 31
4.2 Проверочный расчет на статическую прочность корпуса и матрицы ............................................................................................................32
4.3 Проверочный расчет прочности развальцовки и толщины плавающей трубной доски 34
4.4 Проверочный расчет болтового соединения фланцев на прочность, расчет силы затяжки 34
4.5 Проверочный расчет опор теплообменного аппарата 37
4.6 Проверочный расчет сварного соединения проушины 38
4.6.1 Расчет сварного соединения накладка-обечайка 38
4.6.2 Расчет сварного соединения проушина-накладка 39
5 Расчет тепловых расширений 40
Заключение 42