Братский государственный университет
Кафедра промышленной теплоэнергетики
Курсовой проект по дисциплине "Тепломассообмен"
На тему: "Расчет пароводяного подогревателя"
Братск 2012
В данном курсовой работе был произведен конструктивный расчет кожухотрубного пароводяного подогревателя горизонтального типа для подогрева воды системы отопления цехов производственных помещений. Графическая часть содержит график изменения температуры теплоносителя в пароводяном подогревателе, график зависимостей t =f(q) и t=f(q), чертеж кожухотрубчатого горизонтального четырехходового теплообменного аппарата. Чертеж содержит 2 листа формата А1 графической части, 33 страницы пояснительной записки, содержащей 4 рисунка, 4 таблицы и 5 источников.
Теплообменными аппаратами называются устройства, в которых осуществляется процесс передачи теплоты от одного теплоносителя к другому. По принципу действия теплообменные аппараты (теплообменники) могут быть разделены на рекуперативные (теплообменники, в которых горячая и холодная среда протекает одновременно и теплота передается через разделяющую их стенку), регенеративные (теплообменники, в которых одна и та же поверхность нагрева через определенные промежутки времени омывается то горячим, то холодным теплоносителем) и смесительные (теплообменники предназначены для осуществления тепло- и массообменных процессов при непосредственном соприкосновении теплоносителей). Особое место занимают теплообменники с внутренними источниками энергии: электронагреватели, реакторы и др.
Наибольшее применение в промышленности находят рекуперативные теплообменники, которые по взаимному направлению движения
теплоносителей разделяются на прямоточные, противоточные и с перекрестным или смешанным током. По принципу взаимодействия теплоносителей различают системы: жидкость – жидкость, пар – жидкость, газ – жидкость, пар – пар, пар – газ и газ - газ. По конструктивным признакам рекуперативные теплообменники подразделяются на змеевиковые, оросительные, труба в трубе, кожухотрубчатые, спиральные, пластинчатые и специальные.
Независимо от устройства и принципа работы теплообменные аппараты должны обеспечивать высокую надежность при длительной эксплуатации, возможность очистки и промывки внутренних поверхностей, высокий коэффициент теплопередачи при приемлемом гидравлическом сопротивлении трактов, высокие технико-экономические показатели по расходу металла и технологии изготовления, транспортабельность к месту монтажа, удобство обслуживания и предъявляемые требования охраны труда. Теплообменные аппараты могут быть одно- и многоходовыми.
Двухходовой кожухотрубчатый теплообменный аппарат состоит из кожуха и пучка труб, закрепленных в решетках для создания двух противоточных каналов. Первый канал находится в межтрубном пространстве и предназначен для нейтральных сред, а второй, полученный из проходного сечения труб, предназначен для растворов и жидкостей, способных загрязнять внутренние поверхности труб. Кожухотрубчатые теплообменные аппараты применяют для нагрева и охлаждения жидкостей и газов, а также для испарения и конденсации теплоносителей в различных технологических процессах.
Важным элементом большинства кожухотрубных теплообменников является набор перегородок, которые предохраняют трубы от изгиба и вибрации, а также направляют поток поперек труб для улучшения теплоотдачи (и, как следствие, увеличивают перепад давления).
Был произведен конструктивный расчет кожухотрубного пароводяного подогревателя горизонтального типа.
Все числовые данные мы берем в соответствии с ГОСТом исходя из этого мы провели тепловой расчет, в котором были рассчитаны: поверхность теплообмена аппарата F= 80 м2 при длине труб L=4000 мм, количество труб n=241 шт., число ходов воды по трубам 4, расход пара 6,2 кг/с, внутренний диаметр корпуса Dвн=600 мм.
В гидравлическом расчете были рассчитаны: полный напор, необходимый для движения жидкости через теплообменник,
ΔР=9563,488 Па , мощность, необходимая для перемещения воды через подогреватель N=0,453 кВт, диаметры патрубков: для воды dпат=207мм, для входа пара dпат=317мм, для откачки воздуха dпат= 241мм, для выхода конденсата dк= 53мм.
Был произведен механический расчет, в котором были рассчитаны: толщина стенки кожуха и днища , расчетное давление трубной решетки Рр=1,45 МПа, толщина трубной решетки , диаметр болта dб=16 мм, количество болтов Z=32 шт., высота фланца h=39 мм.
