Расчет и проектирование вертикального кожухотрубного теплообменника для пастеризации продукта

11. Устойчивость к вибрациям: пластинчатые теплообменники высокоустойчивы к наведенной двухплоскостной вибрации, которая может вызвать повреждения кожухотрубного теплообменника.

Рассмотрим сравнительную характеристику кожухотрубного и пластинчатого теплообменника (см. рис.14)

Добиться того, чтобы кожухотрубный теплообменный аппарат обладал комплексом преимуществ не уступающих, а даже и превосходящих пластинчатый теплообменник, удалось, соединив воедино целый ряд давно известных, но не реализуемых по технологическим причинам рекомендаций (а также - ряд новшеств): увеличением поверхности теплообмена (оребрением ее со стороны теплоносителя с меньшим коэффициентом теплоотдачи), у величениемкоэффициента теплоотдачирациональным подбором гидродинамики теплоносителя, плотно упакованные трубные пучки; особотонкостенные трубки уменьшенного диаметра, имеющие специальный профиль; неметаллические трубные решетки, изготавливаемые по специально отработанной технологии. Корпус аппарата также имеет ряд особенностей: особотонкостенные трубы, термическая разгруженность цепочки "корпус-трубный пучок" путем применения плавающих трубных решеток (обеспечивается разборность аппарата и снимаются ограничения по подаче холодной и горячей сред в любую полость), повышение надежности по показателю взаимопроникновения сред благодаря применению двойного уплотнения с сигнальными отверстиями, использование специальных направляющих перегородок. Как для теплопередающих трубок, так и для корпусов используются высоколегированные коррозионностойкие стали или титановые сплавы, что обеспечивает заданные показатели надежности при характерных для наших теплообменников повышенных скоростях движения сред.

Для проведения процесса пастеризации продукта спроектирован теплообменный кожухотрубній аппарат: кожух Ж360ґ5 мм, теплообменные трубы Ж30ґ2,5 мм, расположение труб в трубной решетке — по сторонам и вершинам квадратов (корридорное), количество труб n=12, количество ходов по трубному пространству z=4; площадь поверхности теплообмена F=2,43 м2.

ВЫВОД

Данный курсовой проект представляет собой комплекс расчетно-графических работ, по конструированию, выбору кожухотрубного теплообменника и подбору вспомогательного оборудования к нему для проведения технологических процессов в мясной промышленности.

Спроектированный на основании расчетов и подборов четырехходовой кожухотрубный теплообменный аппарат позволяет проводить необходимые процессы с заданными параметрами.

В ходе проведения проектных и расчетных работ (конструктивный расчет, гидравлический расчет, расчет на прочность) выбраны конструктивные единицы, подтверждена механическая надежность, экономически-обоснованный выбор (материал труб, длина и т. д.), конструктивное совершенство аппарата. Эти факторы являются основными для высокопродуктивной, бесперебойной работы оборудования в промышленных условиях.

Список использованной литературы

ГОСТ 14249-89. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. — Взамен ГОСТ 14249-89; Введ. 18.05.89. — М.: Гос. ком. СССР по стандартам, 1989. — 80 с., ил.

ГСТУ 3-17-191-2000. Посудини та апарати стальні зварні. Загальні технічні умови. — На заміну ОСТ 26-291-94; Введ. 16.02.2000. — К.: Державний комітет промислової політики України, 2000. — 301 с., іл.

ДНАОП 0.00-1.07-94. Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением. Введ. 01.03.1995. — К.: Государственный комитет Украины по надзору за охраной труда, 1994. — 200 с., ил.

Машины и аппараты химических производств: примеры и задачи. Учебное пособие для студентов втузов, обучающихся по специальности «Машины и аппараты химических производств» / И.В.Доманский, В.П.Исаков, Г.М.островский и др.; Под общ. ред. В.Н.Соколова. — Л.: Машиностроение, 1982.

Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию / Г.С.Борисов, В.П.Брыков, Ю.И.Дытнерский и др. Под ред. Ю.И.Дытнерского, 2-е изд., перераб. И дополн. — М.:Химия, 1991.

Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: Учебное пособие для вузов / Под ред. П.Г.Романкова. — 9-е изд., перераб. и доп. — Л.: Химия, 1981.

Проектирование процессов и аппаратов пищевых производств / Под ред. В.Н. Стабникова. — К.: Вища школа, 1982.

Разработка конструкции химического аппарата иего графической мо дели. Методические указания. - Иваново, 2004.

Справочник по теплообменникам, М.Химия, 1982. 328 с.

Стабников В.Н., Лисянский В.М., Попов В.Д. Процессы и аппараты пищевых производств. М.:Агропромиздат, 1985.

Теплофизические свойства газов, растворителей и растворов солей. Справочник /Сост. Е.М.Шадрина и др. Иваново. 2004.

Уплотнения подвижных соединений: Методические указанияСост. Э.Э.Кольман-Иванов; МИХМ.- М., 1992. – 32 с.

– теплообменные аппараты.

– общие сведения о развальцовке труб.

– кожухотрубные теплообменники.

– сравнение кожухотрубного и пластинчатого теплообменников.

1 Отношение термического сопротивления со стороны теплоносителя к общему термическому сопротивлению R1/R=0,6 и отношение термического сопротивления стенок (за счет материала стенок и загрязнений) к общему термическому сопротивлению Rст/R=0,06 принимается соответственно [6].

2 где dст – толщина стенки трубы, м; lст – коэффициент теплопроводности материала теплообменных труб (соответственно к [6]), .

3 где x – коэффициент, который учитывает тепловые затраты в окружающую среду.

4 где y1 – коэффициент заполнения трубной решетки (y1=0,6…0,8 для многоходовых по трубному пространству теплообменных аппаратов);

a – угол, который образуется центральными линиями трубных рядов с горизонталью (a=60…700).

5 где l – коэффициент гидравлического трения; xм – коэффициент местного сопротивления.

6 где D – абсолютная шероховатость поверхности труб (для чистых цельнотянутых медных труб D=0,0015…0,01 мм соответственно к [6]), мм.

7 где xi – коэффициенты местных сопротивлений (входящая и выходящая камеры x1=1,5, вход в трубы и выход из них x2=1, поворот на 1800 между ходами x3=2,5 соответственно к [6]).

8 где V – объемный расход продукта, м3/с; h- коэффициент полезного действия насоса.

9 где sр – расчетная толщина стенки обечайки, мм; с – сумма увеличений до расчетной толщины стенки, мм.

10 где р – расчетное внутреннее избыточное давление, МПа; D – внутренний диаметр посудины, мм; [s] – допустимые напряжения для материала обечайки кожуха при расчетной температуре стенки, МПа; jр=1,0 – коэффициент прочности продольного стыкового сваривательного шва (обечайка кожуха не имеет последнего благодаря выбору для её изготовления трубы).

11 где с1 – увеличение для компенсации коррозии и эрозии, мм; с2 и с3 – увеличение для компенсации минусового допуска и технологическое увеличение соответственно (согласно требований ГОСТ 14249-89 учитываются в случае, когда их суммарное значение превышает 5% номинальной толщины листа), мм.

12 где П – коррозионная проницаемость материала, мм/год; t – срок службы аппарата, лет.

13 где t – продолжительность рабочей смены, с; j – коэффициент заполнения емкости.