«Расчет теплообменного аппарата» - Курсовая работа

Кожухотрубные теплообменники относятся к поверхностным теплообменным аппаратам рекуперативного типа. Широкое распространение этих аппаратов обусловлено прежде всего надежностью конструкции и большим набором вариантов исполнения для различных условий эксплуатации:

 Однофазные потоки, кипение и конденсация;

 Вертикальное и горизонтальное исполнение;

 Широкий диапазон давлений теплоносителей, от вакуума до 8,0 МПа;

 Площади поверхности теплообмена от малых (1 м2) до предельно больших (1000 м2 и более);

 Возможность применения различных материалов в соответствии с требованиями к стоимости аппаратов, агрессивностью, температурными режимами и давлением теплоносителей;

 Использование различных профилей поверхности теплообмена как внутри труб, так и снаружи и различных турбулизаторов;

 Возможность извлечения пучка труб для очистки и ремонта.

Различают следующие типы кожухотрубных теплообменных аппаратов:

 Теплообменные аппараты с неподвижными трубными решетками (жесткотрубные ТА);

 Теплообменные аппараты с неподвижными трубными решетками и с линзовым компенсатором на кожухе;

 Теплообменные аппараты с плавающей головкой;

 Теплообменные аппараты с U – образными трубами.

Кожухотрубные теплообменные аппараты с неподвижными трубными решетками отличаются простотой конструкции и, следовательно, меньшей стоимостью (рис. 1).

При движении теплоносителей в теплообменных аппаратах возникает гидравлическое сопротивление, которое препятствует движению. На преодоление этого сопротивления расходуется кинетическая энергия потока. Она должна сообщаться жидкости извне насосом, компрессором, вентилятором или другим источником энергии. Цель гидравлического расчета теплообменного аппарата заключается в определении падения давления теплоносителей в трубном и межтрубном пространстве ТА и мощности энергопривода насосов или компрессоров, используемых для прокачки теплоносителей через теплообменный аппарат.

4.1. Расчет падения давления теплоносителей в трубном и

межтрубном пространстве ТА

Падение давления теплоносителя в трубном пространстве ТА определяется из соотношения:

, (4-1)

где pп.тр – падение давления, обусловленное потерями на трение;

pм.с – падение давления, обусловленное местными сопротивлениями;

pнив – падение давления, обусловленное изменением центра тяжести потока;

pуск – падение давления, обусловленное ускорением потока теплоносителя.

Потери на трение рассчитываются по формуле Дарси-Вейсбаха: