Главная стр 1
скачать
Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тюменский государственный нефтегазовый университет»


Технологический институт

кафедра ТНХС



РАСЧЕТ ПЛАСТИНЧАТЫХ ТЕПЛООБМЕННИКОВ
Методические указания для практических занятий и курсового проектирования по дисциплине «Машины и аппараты химических производств»

для студентов специальности 240801 - «Машины и аппараты химических производств» (МХП) очной и заочной форм обучения.

Тюмень 2007 г.

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Тюменский государственный нефтегазовый университет»


Технологический институт

кафедра ТНХС



РАСЧЕТ ПЛАСТИНЧАТЫХ ТЕПЛООБМЕННИКОВ
Методические указания для практических занятий и курсового проектирования по дисциплине «Машины и аппараты химических производств» для студентов специальности 240801 - «Машины и аппараты химических производств» (МХП) очной и заочной форм обучения.


Зам. директора по учебно-методической работе ТИ

_____________Габышева Л.К.

«___»_________2007г.

Зав.кафедрой ТНХС

_____________Агаев В.Г.

Протокол № от___/___/2007г.

Председатель учебно-методического совета ТИ

_____________Чунихина Н.В.

«___»_________2007г.

Председатель РИС

____________(Пашкин Д.А.)

Подписи и контактные

телефоны авторов

__________Таранова Л.В.


__________Леонтьев А.П.
25-11-71

Тюмень 2007

Утверждено редакционно-издательским советом государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Тюменский государственный нефтегазовый университет»

Составители: Таранова Л.В – доцент, к.т.н..

Леонтьев А.П - доцент, к.т.н..

© Тюменский государственный нефтегазовый университет

2007 г.
Введение

В последнее время всё более широкое применение находят поверхностные теплообменники из листового материала, главным образом спиральные и пластинчатые.

Пластинчатые теплообменники предназначены для теплообмена между жидкостями, паром и жидкостью. Эти аппараты могут быть разборными, полуразборными и неразборными (сварными); работают при давлениях до 1 МПа в пределах температур от -20 до +140 °С, с площадью поверхности от 3 до 320 м2 .

В пластинчатых аппаратах поверхность теплообмена образована набором тонких штампован­ных гофрированных пластин. Рассмотрим пластины разборных тепло­обменников (рис. 1)



Рис. 1 Пространственная схема движения теплоносителей

(а) и условная схема компоновки пластин (б) в однопакетном

пластинчатом разборном теплообменнике

1 - неподвижная плита; 2 - теплообменная пластина; 3 -прокладка;

4 — концевая пластине; 5 — подвижная плита.


имеющие угловые отверстия для прохода теплоносителей и пазы, в которых за­крепляются уплотнительные и компонующие прокладки из специальных термостойких резин. Пластины сжимаются между неподвижной и подвиж­ной плитами таким образом, что благодаря про­кладкам между ними образуются каналы для пооче­редного прохода горячего и холодного теплоноси­телей. Плиты снабжены штуцерами для присоеди­нения трубопроводов. Неподвижная плита крепится к полу, пластины и подвижная плита закрепляются в специальной раме. Группа пластин, образующих систему параллельных каналов, в которых данный теплоноситель движется только в одном направле­нии (сверху вниз или наоборот), составляет пакет. Пакет по существу аналогичен одному ходу по тру­бам в многоходовых кожухотрубчатых теплообмен­никах.

На рис. 2 даны примеры компоновки пластин.



Рис. 2. Примеры компоновки пластин;

a - симметричная двухпакетная схема; б -несимметричная схема

(три пакета для горячего теплоносителя, два - для холодного).


При заданном расходе теплоносителя увеличение числа пакетов приводит к увеличению скорости теплоносителя, что интенсифицирует теплообмен, но увеличивает гидравлическое сопротивление. При оптимальной компоновке пластин числа пакетов для горячего и холодного теплоносителя могут быть неодинаковыми (рис. 2,б). При условном обозначении схемы компоновки число слагаемых в числителе соответствует числу пакетов (т. е. после­довательных ходов) для горячего теплоносителя, в знаменателе - для холодного теплоносителя; каждое слагаемое означает число параллельных ка­налов в пакете. В конденсаторах однопакетная компоновка пластин по ходу пара.

В полуразборных теплообменниках пластины по­парно сварены и доступ к поверхности теплообмена возможен только со стороны хода одной из рабочих сред.

Разборные теплообменники изготовляют по ГОСТ 15518—78 в трех исполнениях:

I — на кон­сольной раме,

II — на двухопорной раме,
III — на трехопорной раме.
Теплообменник в исполне­нии II показан на рис, 3.



Рис. 3. Пластинчатый теплообменник на двухопорной раме

1 - 4 штуцеры для теплоносителей.

Расчет пластинчатых теплообменников.
Целью расчета является выбор стандартизованного теплообменника в соответствии с ГОСТ 15518-78. Размеры и параметры аппаратов приводятся в

в табл. 1 приложения, а так же [1,2];


Порядок расчета пластинчатых теплообменников.
1. Определяют среднюю температуру рабочей среды и теплоносителя, их теплофизические свойства при рабочей температуре.

1.1. Находят среднею температуру рабочей среды и ее теплофизические свойства (плотность ρс, вязкость μс, удельная теплоемкость λс, теплопроводность Сс) при этой температуре.

– в случае если t2/t1>2, то:

(1)

где t1 и t2 – начальная и конечная температуры рабочей среды

– в случае если t2/t1<2, то:

(2)
С учетом температуры рабочей среды Критерий Прандтля составит:

(3)

1.2. Принимают теплоноситель и его теплофизические свойства (плотность ρв, вязкость μв, удельная теплоемкость λв, теплопроводность Св) при средней температуре.

В качестве теплоносителя чаще всего берут насыщенный водяной пар, для хладагента чаще всего воду.

Определяют среднею температуру теплоносителя:



(4)

где и -начальная и конечная температура теплоносителя (хладагента),


Критерий Прандтля находят по формуле (3) используя свойства теплоносителя при .
2. Тепловой расчет.

2.1. Производят предварительный тепловой расчёт



  • Определяют объёмный расход рабочей среды :

(6)

  • Находят тепловой поток :

(7)

где Gс – производительность, кг/с;

Сс – теплоемкость рабочей среды при средней температуре, Дж/кг·К;

t1, t2 – начальная и конечная температура рабочей среды, °С.




  • Определяют расходы по теплоносителям (воды) :

(8)

Определяют среднюю разность температур между теплоносителями:



(2)

где Qср – средняя температура теплоносителя или хладагента;

∆tср – средняя разность температур между теплоносителем и рабочей

средой (средний температурный напор), °С.

Среднюю разность температур ∆tср определяют по формуле:

(3)

где ∆tб и ∆tм – большая и меньшая разность температур теплоносителей соответственно.


(10)

  • Ориентируясь на пакетную компоновку пластин теплообменника, определяем среднюю разность температур по формуле:

Δt´ср=∆tср ∙ εт (11)


где εт - температурная поправка (см. рис. 4)


  • Принимают предварительно (по табл. 2) коэффициент теплопередачи K (Вт/(м2·К), учитывая, что эффективность пластинчатых теплообменников достаточно высока.




  • Определяют ориентировочную поверхность теплообмена:

(12)

где F – площадь теплопередающей поверхности, м2;

Q – тепловой поток в аппарате, Вт;


  • Принимают предварительно теплообменник (табл.1, табл.3; [1], [2])

  • Определяют количество последовательно соединенных пакетов по величине допустимого сопротивления теплообменника, используя следующую зависимость:


(13)


  • Находят количество каналов:

m=mi /zi; m1=n/2+1; m2=n/2, (14)
где  - общее количество каналов для одного из теплоносителей;

n -количество пластин в теплообменнике (табл. 1);

zi; - количество пакетов (ходов) для одного из теплоносителей
2.2. Производят уточнённый тепловой расчёт

Расчет сводится к определению коэффициентов теплоотдачи и теплопередачи и уточнению поверхности теплообмена.

Определяют скорость рабочей среды и воды в канале теплообменника:

; (15)

Рассчитывают значение критериев Re для рабочей среды и воды соответственно:



(17)

где dэ – эквивалентный диаметр канала;

Значения критериев Nu для рабочей среды и воды соответственно:

(19)

(20)

Значения коэффициентов теплоотдачи для рабочей среды и воды



:

(22)

Общий коэффициент теплопередачи вычисляют по формуле:



(23)

где α1, α2 – коэффициенты теплоотдачи теплоносителя и рабочей среды

Вт/м2·К;

rз1, rз2 – термические сопротивления загрязнений со стороны стенки,

м2·К/Вт (cм. табл. 4);

λст –коэффициент теплопроводности материала пластины, Вт/ м ·К

(см. табл. 5);

δст – толщина стенки, м.


Рассчитав коэффициент теплопроводности, находим уточненную поверхность теплообмена:

(24)

По уточненной поверхности теплообмена, с учетом ориентировочного расчета и пластин производим выбор теплообменника (табл. 1,3; [1], [2]), с учетом: поверхности теплообмена F (м2), числа пластин N (шт.), массы аппарата М (кг) и поверхности одной пластины f (м2) .


3. Расчет гидравлических сопротивлений.

Гидравлический расчёт сопротивлений теплообменника проводится с целью проверки достаточности располагаемого давления при принятой компоновке пакетов теплообменника.

Для расчёта сопротивления теплообменника по потоку смеси найдём скорость в штуцерах:

(25)

где dш – диаметр штуцера,(см. табл.3).


Гидравлическое сопротивление теплообменника по потоку любого теплоносителя определяется по формуле

(26)

где ωш -скорость в штуцерах на входе и выходе, м/с;



L - приведенная длина канала, м (табл. 3);

dэ – эквивалентный диаметр каналов, м;



x - количество пакетов для одного теплоносителя;

- приведенный коэффициент сопротивления;
Приведенный коэффициент сопротивлений учитывает трение жидкости о поверхность пластин, изменение направления потока при огибании гофр, а также сужение потока в присоединительных штуцерах:

- при Re  50, т.е. для ламинарного движения:



(27)

- при Re > 50, т.е. для турбулентного движения:



(28)

Коэффициенты а1 и а2 зависят от типа пластин:

Таблица 1



Тип пластины (площадь м2)




0,2К

0,3

0,5Е

0,5М

0,5Г

а1

200

425

485

324

210

а2

17

19,3

22,4

15,0

4,0

4.Механический расчет.

В рамках механического расчета проводят выбор материал плиты, стойки, пластин [1], кроме того, определяют вес аппарата. Прочностной расчет аппарата включает: расчет прогиба штанги от веса пластин, расчет опор, расчет прочности фундамента и определение его основных размеров.


4.1. По рекомендациям [1,2,5] принимают габаритные размеры аппарата, а также размеры плиты, стойки, штанги, пластин. Рассчитывают вес аппарата (G) и пластин (Gпл):

G =, МН (30)

где М – масса пластинчатого теплообменника, кг.

Gпл = (31)

где mпл – масса пластин , определяется по формуле:

mпл = fпл δпл ρст , кг (32)

ρст – плотность материала пластин.

4.2. Определение прогиба штанги от веса пластин.

Напряжения, возникающие в штанге, могут вызвать её прогиб. Поэтому следует определить максимальное напряжение и прогиб штанги от веса пластин. Концы штанги жестко защемлены и удерживаются от поворота в неподвижной плите и стойке, тогда максимальное напряжение и прогиб соответственно равны[6]:
(33)
(34)
где Gпл – вес пластин, МН; А – длина пакета пластин, м; dш– диаметр штанги (принят из конструкционных соображений); Е – модуль упругости материала пластин [4].

4.3. Расчет опор теплообменника.

При установке горизонтального аппарата на опоры расчетом проверяется прочность и устойчивость корпуса аппарата при действии силы тяжести самого аппарата. Примем установку аппарата на двух опорах. Тогда реакции опор [4]:

Р = 0,5G, МН . (35)

Расчетный изгибающий момент на всех опорах,:

Ми = (36)

Напряжение на изгиб в корпусе от силы тяжести определяется по формуле:

σи = Ми/W, (37)

где W – момент сопротивления поперечного сечения аппарата, м2.

W = (38)

Напряжение на изгиб от действия реакции опоры необходимо проверить по формуле

, (39)

где Р - реакция опоры, МН; W – момент сопротивления поперечного сечения аппарата, м2; F – высота аппарата, м; [σ]и - допускаемое напряжение материала на изгиб [4].

Если условие выполнено, следовательно, накладки в месте опоры устанавливать не нужно.

Определяем высоту опоры Н, м [4]


(40)

где Р – нагрузка на одну опору, МН; k– коэффициент, зависящий от соотношения 1/S (рекомендуется принять k=0,6); z- количество опор; l – вылет опоры (м), принимается из конструктивных соображений; [σ]и – допускаемое напряжение на изгиб.

4.4. Проверка прочности фундамента.

Состояние опорной поверхности аппарата является наиболее напряженным при совместном действии ветрового момента и веса аппарата. В связи с тем, что высота теплообменника незначительна, действие ветровых сил не учитывают.

Принимая во внимание небольшой вес теплообменника, выбираем в качестве материала фундамента бетон марки 100, допускаемое напряжение на сжатие которого равно8 МН/м2,

Максимальное напряжение на опорной поверхности фундаментной рамы:

σ = Р/ Fф (41)

Р- нагрузка на одну опору теплообменника, МН

Fф - площадь фундаментной рамы, м2.

Размеры фундамента, принимаются в соответствии с размерами аппарата и рекомендациями [6]:

- длина фундамента Lф=L+(0,045-0,05) м;

- ширина фундамента Sф=S+(0,05-0,08) м;

Fф= (42)

Определяют максимальное напряжение на опорной поверхности фундаментной рамы и сравнивают его с допускаемым напряжением.

4.5.Определение толщины фундаментной рамы.

Усилия, вызвавшие напряжение σ, изгибают выступающие части фундаментной рамы. Из условий прочностного сопротивления изгибу определяют толщину фундаментной рамы δр по формуле



, где (43)

В = 0,08 м - ширина выступающей части фундаментной рамы [4].

[σ] = 140 МН/м2 –напряжение в раме, которое принимают равным нормативному допускаемому напряжению при 20°С [4].

Пример расчета пластинчатого теплообменника.

Подобрать стандартизированный пластинчатый теплообменник для охлаждения 9350 кг/ч смеси толуола и гептана. Содержание низкокипящего компонента Yд=0,97. Начальная температура смеси t1=45°С, конечная t2=25°С. Допустимое сопротивление теплообменника по обоим потокам Δрдоп=1,3*105 Па. Начальную и конечную температуру воды принять.


1. Определяют среднюю температуру рабочей среды и теплоносителя, их теплофизические свойства при рабочей температуре.

1.1.Исходя из условия (2) средняя температура смеси tс=05(45+25)=35°С.

Смесь при этой температуре имеет следующие свойства [6]:
ρс = 676,266 кг/м3; сс = 2265,59 Дж/(кг·К);

λс = 0,1252 Вт/(м·К ); μс = 0,3596·10-3 Па·с;

Prс=
1.2. В качестве охлаждающего агента используем воду. Принимаем начальную температуру θ1=20°С, конечную θ2=30°С. При средней температуре θв=0,5(20+30)=25°С, вода будет иметь следующие свойства [6]:
ρв = 996,5 кг/м3; св = 4609 Дж/кг;

λв = 0,615 Вт/(м·К); μв = 0,8937·10-3 Па·с;

Prв=

2. Тепловой расчет.

2.1.Произведем предварительный тепловой расчет.конечнуюлаждающего агента используем воду. на.

Рассчитаем массовый расход смеси:

Gс=9350/3600=2,597 кг/с.

Определим объемный расход смеси (6):

Vс=2,597/676,266=0,0038 м3/ч.

Найдем тепловой поток в аппарате (7):

Q=Вт.

Тогда по уравнению (8) массовый расход охлаждающей воды:

Gв= кг/c

Объемный расход охлаждающей воды (9):

Vв =2,55/996,5=0,0026 м3

Средняя разность температур между теплоносителями составит (3):

Δtср = =20°С
Ориентируясь на пакетную компоновку пластин теплообменника, принимаем температурную поправку εт=0,7 (см. рис. 4). Средняя разность температур составит

Δt´ср=20*0,7=14°С

Учитывая высокую эффективность пластинчатых теплообменников, принимаем ориентировочное значение коэффициента теплопередачи К=500 Вт/(м2·К) [1].

Ориентировочная площадь поверхности теплообмена составит (12):

F= м2

В соответствии с табл.1, табл.3 приложения принимаем теплообменник со следующими параметрами: площадь поверхности теплообмена F=20 м2; площадь пластины fпл=0,3 м2; количество пластин n=70; эквивалентный диаметр канала dэ=0,008 м; площадь сечения канала fк=0,0011 м2.


Количество каналов для смеси и воды соответственно равно (36,35)

mс=.

mв=

Исходя из допустимого сопротивления теплообменника Δрдоп=1,3·105 Па, найдем количество пакетов для смеси и воды (13):


, принимаем zс=2.

, принимаем zc=4.

2.2. Произведем уточненный тепловой расчет.

Скорость смеси и воды в каналах теплообменника (15):
м/с
м/с.
Значения критериев Re соответственно для смеси и воды (17). Коэффициенты а1 и а2 зависят от типа пластин и выбираются по табл. 1.


Получили турбулентный режим движения, следовательно, критерии Nu рассчитываем по уравнению

для смеси (19):

Nuс=

для воды (20):

Nuв

Значения коэффициентов теплоотдачи составят соответственно для смеси и воды (22):




Общий коэффициент теплопередачи равен (23):



где термические сопротивления загрязнений (табл. 4 приложения) rс=0,00082 (м2·К)/Вт (со стороны смеси) и rв=0,00023 (м2·К)/Вт (со стороны воды). Принято также δ=0,001 м – толщина пластины; λст=54 Вт/(м2·К) – теплопроводность материала пластины - конструкционная сталь 4Х10С2М (табл.5 приложения).
Уточненная поверхность теплообмена равна (23):

Следовательно, выбранный теплообменник с поверхностью теплообмена F=20 м2 обеспечит охлаждение смеси толуол-гептан до заданной температуры с запасом Δ=(20-15,04)/15,04=0,32 или на 32 %


3. Гидравлический расчет.

Гидравлический расчет сопротивлений теплообменника по потокам исходной смеси и воды проводится с целью проверки достаточности располагаемого давления Δрдоп=1,3·105 Па [2].

Учитывая турбулентные режимы течения в каналах смеси и воды, в соответствии (28)



lк=1,12 м – приведенная длина канала;

dэ=0,008 м – эквивалентный диаметр канала;

ωс=0,19 м/с – скорость смеси в каналах;

ρс=676,266 кг/м3 – плотность смеси;

zс=2 – количество пакетов по потоку смеси.


Скорость в штуцерах на входе и на выходе смеси (25):


При этих данных, сопротивление по потоку смеси (26):

Следовательно, располагаемого давления достаточно для преодоления сопротивления по потоку смеси толуол – гептан.
Для потока воды:

ωв = 0,33 м/с; zв = 4.

Скорость в штуцерах на входе и на выходе воды


Сопротивление по потоку воды
,

Окончательно выбираем теплообменник с поверхностью теплообмена F=40 м2 .


4.Механический расчет.

В качестве примера рассмотрим выбор материал плиты, стойки, пластин, расчет веса аппарата, расчет опор, расчет прочности фундамента и определение его основных размеров.

4.1.По данным ОАО «Теплоконтроль» принятый после теплового расчета теплообменник имеет следующие размеры:

А=3,6*n=252 мм,

В=410 мм,

С=170 мм,

Д=835 мм,

F=1210 мм,

L=А+60=312 мм,

S=600мм, при массе аппарата М=17,9·n+256=1509 кг.



Тогда вес теплообменника (30):

G=

Примем материал плиты, стойки, штанги сталь ВСт3, модуль упругости которой при 35°С Е=0,98·10-5МПа [4].

При этом размеры пластин fпл=0,3м2, длина lпл=1370 мм, ширина

sпл=300 мм, толщина δпл=1,0 мм (табл. 3). Материал пластин конструкционная сталь 4Х10С2М, плотность которой при 35°с ρст=7618,1 кг/м3.

Тогда, масса пластин (32):

mпл=fпл δпл ρст=

Вес 78 пластин (31): Gпл=

4.2. Определение прогиба штанги от веса пластин.

Напряжения, возникающие в штанге, могут вызвать её прогиб. Поэтому следует определить максимальное напряжение и прогиб штанги от веса пластин. Концы штанги жестко защемлены и удерживаются от поворота в неподвижной плите и стойке, тогда максимальное напряжение и прогиб будут равны (33,34):

где Gпл – вес пластин, МН; А – длина пакета пластин (см. 6.1.), м; dш=0,07 м – диаметр штанги (принят из конструкционных соображений); Е – модуль упругости материала пластин [4].

4.3. Расчет опор теплообменника.

При установке горизонтального аппарата не опоры расчетом проверяется прочность и устойчивость корпуса аппарата при действии силы тяжести самого аппарата. Примем установку аппарата на двух опорах. Тогда [4] реакции опор (35):

Р = 0,5·G = 0,5·0,015 = 0,0075МН.

Расчетный изгибающий момент на всех опорах (36):

Ми=

Определим момент сопротивления поперечного сечения аппарата, м2 (38):

W=

Тогда напряжение на изгиб в корпусе от силы тяжести определяется по формуле (37):

σи = 0,000049/0,968=0,05*10-3 МН/м2.

Напряжение на изгиб от действия реакции опоры необходимо проверить по формуле (39):



,

где Р - реакция опоры, МН; W – момент сопротивления поперечного сечения аппарата, м2; F – высота аппарата, м; [σ]и=146 МН/м2- допускаемое напряжение материала на изгиб [4].

После проверки напряжения на изгиб получили 0,001875 МН/м2 < 146 МН/м2 . Условие выполнено, следовательно, накладки в месте опоры устанавливать не нужно.

Определим высоту опоры Но, м (40)




4.4. Проверка прочности фундамента.

Состояние опорной поверхности аппарата является наиболее напряженным при совместном действии ветрового момента и веса аппарата. В связи с тем, что высота теплообменника незначительна, действие ветровых сил не учитывают.

Принимая во внимание небольшой вес теплообменника, выбираем в качестве материала фундамента бетон марки 100, допускаемое напряжение на сжатие которого равно8 МН/м2 [4].

Размеры фундамента:

Lф=L+(0.045-0.05)=0,362 м;

Sф=S+(0,05-0,08)=0,68 м.

Площадь (42):

Fф=

Максимальное напряжение на опорной поверхности фундаментной рамы (41):

Р- нагрузка на одну опору теплообменника, МН

Fф – площадь фундаментной рамы, м2.

σ=0,022 МН/м2 <8 МН/м2 , следовательно, выбранные размеры опорной рамы обеспечивают прочность фундамента.


4.5.Определение толщины фундаментной рамы.

Усилия, вызвавшие напряжение σ, изгибают выступающие части фундаментной рамы. Из условий прочностного сопротивления изгибу определяют толщину фундаментной рамы δр по формуле (43):



, где

В=0,08 м - ширина выступающей части фундаментной рамы.

[σ]=140 МН/м2 –напряжение в раме, которое принимают равным нормативному допускаемому напряжению при 20°С [4].

Приложения


Рис. 4. Поправочные коэффициенты εт к расчету ∆tср: а — для те­плообменников с перекрестно смешанным током теплоносителей; б — для теплообменников со смешанным током теплоносителей;

Таблица 1.

Поверхность теплообмена и основные параметры разборных пластинчатых теплообменников в соответствии с ГОСТ 1551878

Исполнение

Поверхность теплообмена F ( м2 ),число пластин N (шт.) и масса аппарата М (кг) при поверхности одной пластины f (м2 )




f = 0,2

f = 0,3

f = 0,5

f = 0,6

f = 1,3

I


F

N

M

F

N

M

F

N

M

F

N

M

F

N

M










3,0

12

291

10,0

20

580

10,0

20

1003



















4,0

16

307

12,5

24

605

12,5

24

1031



















5,0

20

325

16,0

32

655

16,0

30

1081



















6,3

24

340

20,0

40

705

25,0

44

1126



















8,0

30

362

25,0

48

760

25,0

44

1187



















10,0

36

388



























II


2,0

12

480

12,5

44

602

31,5

62

1400

31,5

56

1307

200

156

4100

3,2

18

505

16,0

56

646

40,0

78

1515

40,0

70

1407

300

232

5200

4,0

22

525

20,0

70

699

50,0

98

1655

50,0

86

1519

400

310

6310

5,0

28

550

25,0

86

756

63,0

122

1810

63,0

108

1677










6,3

34

570










80,0

154

2040

80,0

136

1878










8,0

44

625










100

194

2295

100

170

2120










10,0

56

675










110

212

2425

110

186

2236










12,5

64

705










125

242

2662

125

210

2406










16,0

82

880










140

270

2805

140

236

2590










20,0

102

965










150

290

2945

150

252

2706










25,0

126

1050










160

310

3085

160

270

2838









III




















200

404

3780

140

236

3450

500

388

9950



















250

504

4320

150

252

3559

600

464

11050



















300

604

4860

160

270

3700





































180

304

3926





































200

340

4179





































220

372

4405





































250

420

4745





































280

470

5111





































300

504

5337





































320

540

5592









Таблица 3.



Конструктивные характеристики

пластинчатых теплообменников в соответствии

с ГОСТ 15518—78

Конструктивные

характеристики



Площадь пластины, м²

0,2

0,3

0,5

0,6

1,3

Габариты пластины, мм
















длина

ширина


толщина

650

1370

1370

1375

1392

650

300

500

660

640

1,2

1,0

1,0

1,0

2,0

Эквивалентный диаметр канала, м

0,0076

0,0080

0,0080

0,0074

0,0115

Поперечное сечение канала, м²

0,0016

0,0011

0,0018

0,00262

0,00368

Приведенная длина канала, м²

0,45

1,12

1,15

0,893

1,91

Диаметр условно-

го прохода шту-

церов (в мм)

для исполнений


















1

100

50

100

200




II




65

150

200

250

III







200

250

300

Таблица 2.


Ориентировочные значения коэффициентов

теплопередачи в различной среде

Вид теплообмена и среда

К, Вт/м2·К, при движении среды

вынужденном

свободном

От газа к газу при обычных давлениях

От газа к жидкости

От конденсирующего пара к газу

От жидкости к жидкости (вода)

От жидкости к жидкости (органической)

От конденсирующего пара к воде

От конденсирующего пара к органическим жидкостям

От конденсирующего пара органических веществ к воде

От конденсирующего пара к вязкой жидкости


12-35

12-60


12-120

200-400


120-300

500-1000
100-350


350-800

-


3,5-12

6-17


6-12

100-300


30-60

300-800
60-180


230-450

300-500


Таблица 4.



Термические сопротивления загрязнений м2·К/Вт

Теплоноситель

r·10-3



Теплоноситель

r·10-3



Вода оборотная

2,3

Нефтепродукты

2,0

Вода речная

1,7

Масло машинное

1,5

Вода очищенная

2,0

Углеводороды низкокипящие

2,0

Конденсат

0,4

Ацетон (растворители)

1,0

Раствор аммиачный

1,5

Органические тепло­носители

2,0

Раствор щелочей

4,0

Углеводороды ароматиче­ские

1,8

Водяной пар

1,1

Бензин, керосин

1,0

Таблица 5.



Теплопроводность металлов

Металлы

Теплопроводность

Металлы

Теплопроводность

Алюминий

218

Свинец

35

Бонза

105

Сталь конструкционная

42-80

Медь

105

Сталь нержавеющая

17

Олово

66

Чугун

43-82


Литература


  1. Машины и аппараты химических производств. Под ред. В. Н. Соколова. Л., Машиностроение, 1982, 383 с.

  2. Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по проектированию под ред. Ю. И. Дытнерского. М., Химия, 1983, 272 с.

  3. К. Ф. Павлов,П. Г. Романков, А. А. Носков. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Л., Химия, 1976, 552 с.

  4. Леонтьев А. П., Беев Э. А., Школенко А. П., Леонтьев С. А. Прочностные расчеты аппаратов нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводов: Учебное пособие.–Тюмень: ТюмГНГУ, 2000.–75 с.

  5. Вихман Г. Л., Круглов С. А. Основы конструирования аппаратов и машин нефтеперерабатывающих заводов. Учебник для студентов вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп. М., Машиностроение, 1978. 328 с.

  6. Расчет теплообменников. Lizard Tech DjVu.

скачать


Смотрите также:
Методические указания для практических занятий и курсового проектирования по дисциплине «Машины и аппараты химических производств»
391.74kb.
Стандартизация и качество продукции
252.06kb.
Теория вероятностей и математическая статистика методические указания к проведению практических занятий
482.33kb.
Занятие №1 Методические указания к проведению практических работ по дисциплине «Корпоративный менеджмент» для студентов специальности
665.7kb.
Занятие №1 Методические указания к проведению практических работ по дисциплине «Корпоративный менеджмент» для студентов специальности
665.58kb.
Методические указания по выполнению лабораторных и практических работ по дисциплине «Основы автоматики»
1659.12kb.
Методические указания по выполнению курсового проекта по дисциплине «Коммутационные станции сетей телекоммуникаций (цифровые)»
531.62kb.
Методические указания по проведению лабораторно-практических занятий по дисциплине «Основы сетевых технологий»
151.8kb.
Методические указания по проведению курсового проектирования и Комплексная экономическая оценка эффективности природоохранных мероприятий предприятия по дисциплине «Экономика отрасли» для специальности 280201 2011г
428.62kb.
Государственное учреждение
999.21kb.
Методические указания по выполнению курсового проекта по дисциплине: «Организация и методика профессионального обучения»
160.83kb.
Методические указания для практических занятий для студентов специальности 080502 «Экономика и управление на предприятии
441.52kb.