Міністерство аграрної політики України
Сумський національний аграрний університет
Кафедра технологічного обладнання харчових виробництв
КУРСОВИЙ ПРОЕКТ
з дисципліни "Процеси і апарати харчових виробництв"
Тема роботи: Розрахунок і проектування вертикального кожухотрубного теплообмінника для пастеризації продукту.
2007
Міністерство аграрної політики України
Сумський національний аграрний університет
Кафедра технологічного обладнання харчових виробництв
ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА
До КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ
з дисципліни "Процеси і апарати харчових виробництв"
Тема роботи: Розрахунок і проектування вертикального кожухотрубного теплообмінника для пастеризації продукту.
2007
Міністерство аграрної політики України
Сумський національний аграрний університет
Кафедра технологічного обладнання харчових виробництв
Завдання на курсовий проект
з дисципліни "Процеси і апарати харчових виробництв
Студенту Калюжному Д. В. групи ТМЯ-0503-1 II курсу
1. Тема курсового проекту "Розрахунок і проектування вертикального кожухотрубного теплообмінника для пастеризації продукту"
2. Основні початкові дані: Розрахувати і спроектувати вертикальний кожухотрубний теплообмінник (G = 2,8
0 C до кінцевої температури t 2 = 70 0 C . Продукт потрапляє в трубне простір примусово за допомогою насоса і рухається по трубах зі швидкістю w = 2,0 
3. Перелік обов'язкового графічного матеріалу: технологічна схема ділянки пастеризації продукту, складальне креслення теплообмінника кожухотрубного, всього 1,25 аркуша формату А1.
4. Рекомндований спеціальна література: процеси і апарати харчових виробництв; Розрахунок і проектування теплообмінників; методичні вказівки до виконання курсового проекту / Суми: Сумський національний аграрний університет, 2002. - 26 с.
5. Термін виконання ____________________________________
6. Термін захисту _______________________________________
7. Дата видачі завдання «___» _______________ 2007р.
ЗМІСТ
ВСТУП
Раціональне та ефективне використання теплової енергії є сьогодні визначальним чинником у виборі стратегії технічного та технологічного переозброєння підприємств.
Якість, ціна, надійність, економічність і доступність сервісного обслуговування - ось ті критерії, на які орієнтується більшість організацій, що приймають рішення про закупівлю необхідного обладнання. У зв'язку з цим не викликає сумнівів актуальність високоякісних теплообмінних кожухотрубних апаратів знаходять саме широке застосування в харчовій, нафтохімічній, хімічній промисловості, у ЖКГ, енергетиці.
Ясність, наочність і очевидність техніко-економічних переваг новітніх технічних і технологічних рішень в порівнянні з морально застарілим обладнанням є основним і необхідною умовою, яка має враховуватися при виборі відповідного обладнання. Але найважливішим критерієм вибору апарату є його економічна обгрунтованість. Економія теплоресурсів дозволяє знизити ціну на ізготвляемую продукцію, що не мало важливо в умовах жорсткої конкуренції.
1 Теоретичні основи теплообмінного процесу. Вибір конструкції апарату
Теплові процеси - технологічні процеси, які протікають зі швидкістю, зумовленої законами теплопередачі.
Теплообмінні апарати - апарати, призначені для проведення теплових процесів.
Теплоносії - тіла (середовища), які беруть участь у теплообміні.
Існує три способи перенесення тепла: теплопровідність, конвективний теплообмін і теплове випромінювання.
Теплопровідність - явище переносу теплової енергії безпосереднім контактом між частинками тіла.
Конвективний теплообмін - процес поширення в слідстві руху рідини чи газу.
Природна (вільна) конвекція обумовлена різницею щільності в різних точках об'єму теплоносія, який виникає внаслідок різниці температур у цих точках.
Вимушена конвекція обумовлена примусовим рухом всього об'єму теплоносія.
Теплове випромінювання - процес передачі тепла від одного тіла до іншого, поширенням електромагнітних хвиль у просторі між цими тілами.
Тепловіддача - процес перенесення тепла від стінки до теплоносія або у зворотному напрямку.
Теплопередача - процес передачі тепла від більш нагрітого менше нагрітого теплоносія через їх розділяє поверхню або тверду стінку.
При проектуванні теплообмінних апаратів тепловий розрахунок зводиться до визначення необхідної поверхні теплообміну F, (м 2), за основним рівнянню теплопередачі:
Теплове навантаження теплообмінника визначають з рівняння теплового балансу. Якщо знехтувати втратами тепла до навколишнього середовища, які зазвичай не перевищують 5%, то рівняння теплового балансу буде мати вигляд:
Q = Q 1 = Q 2, (1.2)
Під час теплообміну між теплоносіями зменшується ентальпія (тепломісткість) гарячого теплоносія і збільшується ентальпія холодного теплоносія. Рівняння теплового балансу (1.2) у розгорнутому вигляді:
Q = G 1 (i 1п-i 1к) = G 2 (i 2к-i 2п), (1.3)
Якщо під час теплообміну не змінюється агрегатний стан теплоносіїв, ентальпії останніх прирівнюють твору теплоємності на температуру і тоді рівняння теплового балансу (1.3) буде мати вигляд:
Q = G 1 c 1 (t 1п-t 1к) = G 2 c 2 (t 2к-t 2п), (1.4)
З рівняння (1.4) можна знайти витрати гарячого або холодного теплоносіїв при відомих значеннях інших параметрів. У разі використання в якості гарячого теплоносія насиченої водяної пари величин i 1п, 
Q = G гр (i 1п-i 1к) = G 2 c 2 (t 2к-t 2п), (1.5)
Припускаючи, що віддача тепла при охолодженні пари до температури конденсації і при охолодженні конденсату незначна, рівняння теплового балансу (1.5) можна записати у вигляді:
Q = G гр r = G 2 c 2 (t 2к-t 2п), (1.6)
За рівнянням (1.5) і (1.6) визначають витрати водяної пари. Якщо гріючий пар є вологим, то теплоту конденсації множимо на ступінь сухості водної пари. Якщо маємо теплові втрати в навколишнє середовище, то величину теплового навантаження необхідно помножити на коефіцієнт, який враховує теплові втрати. Ентальпію і питому теплоту конденсації пари, що гріє визначають за довідниками [6,10]. Коефіцієнт теплопередачі К, 
Коефіцієнти тепловіддачі визначають з критерію Нуссельта, а останній знаходять за різними критеріальними рівнянь в залежності від конкретних умов теплообміну. У разі розвиненого турбулентного руху рідин у трубах і каналах (Re> 10000):
Nu =
Для критеріїв Nu, Re і Pr за визначальну температуру приймається середня температура рідини, а для критерію Pr ст - температура стінки. За лінійними розмірами в критеріях Nu і Re береться внутрішній діаметр труби або еквівалентний діаметр каналу. При ламінарному русі (Re <2300):
Nu =
Для повітряного теплоносія формули (1.8) і (1.9) відповідно:
Nu = 0,018 Re 0,8; (1.10)
Nu = 0,13 Re 0,33 Gr 0,1. (1.11)
Для випадку руху теплоносія в міжтрубному просторі кожухотрубних теплообмінників:
Nu = С (d е Re) 0,6 Pr 0,33, (1.12)
При поперечному обтіканні пучка труб (кут атаки 90 о), шаховому і коридорному розташуванні труб відповідно:
Nu =
Nu =
Середню різницю температур
Якщо 
Для апаратів з перехресним і змішаним перебігом теплоносіїв середня різниця температур перебуває шляхом множення значення среднелогаріфміческого температурного напору досягається при протівотечейной схемою руху теплоносіїв на поправочний коефіцієнт, який визначається за довідниками [4-6].
1.1 Кожухотрубний теплообмінник
Для проведення процесу пастеризації продукту вибирається кожухотрубні конструкція теплообмінника.
Кожухотрубні теплообмінники найбільш широко поширені в
харчових виробництвах.
Кожухотрубний вертикальний одноходової теплообмінник
з нерухомими трубними гратами (див. рис. 1) складається з циліндричного корпусу-1, який з двох сторін обмежений привареними до нього трубними решітками-2 із закріпленими в них гріють трубами-3 (див. рис. 2), кінці яких закріплені в спеціальних трубних гратах шляхом розвальцьовування, зварювання, пайки, а іноді на сальниках. Пучок труб ділить весь об'єм корпусу теплообмінника на трубне простір, укладену всередині гріючих труб, і міжтрубний. До корпусу прикріплені за допомогою болтового з'єднання два днища-5. Для введення і виведення теплоносіїв корпус і днища мають патрубки-4. Один потік теплоносія, наприклад рідина, направляється в трубне простір, проходить по трубках і виходить з теплообмінника через патрубок у верхньому днищі. Інший потік теплоносія, наприклад пар, вводиться в міжтрубний простір теплообмінника, омиває зовні гріють труби і виводиться з корпусу теплообмінника через патрубок.
Кожухотрубні теплообмінники можуть бути з нерухомою трубної гратами або з температурним компенсатором на кожусі, вертикальні або горизонтальні. Відповідно до ГОСТ 15121-79, теплообмінники можуть бути двох-чотирьох-і шестіходовимі по трубному простору.
Гріючі труби в трубних гратах розміщують кількома способами: по сторонах і вершин правильних шестикутників (у шаховому порядку), по сторонах і вершин квадратів (коридорне) і по концентричних колах. Такі способи розміщення забезпечують створення компактної конструкції теплообмінника.
Через маленькій швидкості руху теплоносіїв одноходові теплообмінники характеризуються низькими коефіцієнтами тепловіддачі. З метою інтенсифікації теплообміну в кожухотрубних теплообмінниках пучок труб секціонувального, поділяють на кілька секцій (ходів), за якими теплоносій проходить послідовно. Розбивка труб на ряд ходів досягається за допомогою перегородок у верхньому і нижньому днищах. Так само секціонованими можна і міжтрубний простір за рахунок установки напрямних перегородок. Завдяки всім цим способам досягається підвищення швидкості теплоносія, що приводить до збільшення коефіцієнта тепловіддачі в трубному просторі.
При проектуванні кожухотрубних теплообмінників теплоносій, який найбільш забруднює поверхню теплообміну, направляють в трубне простір, яке легше очищати. Сумський національний аграрний університет
Кафедра технологічного обладнання харчових виробництв
КУРСОВИЙ ПРОЕКТ
з дисципліни "Процеси і апарати харчових виробництв"
Тема роботи: Розрахунок і проектування вертикального кожухотрубного теплообмінника для пастеризації продукту.
| Керівник проекту Студент Група | Юхименко Н. П. Калюжний Д.В. ТМЯ-0503-1 |
Міністерство аграрної політики України
Сумський національний аграрний університет
Кафедра технологічного обладнання харчових виробництв
ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА
До КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ
з дисципліни "Процеси і апарати харчових виробництв"
Тема роботи: Розрахунок і проектування вертикального кожухотрубного теплообмінника для пастеризації продукту.
| Керівник проекту Студент Група | Юхименко Н.П. Калюжний Д.В. ТМЯ-0503-1 |
Міністерство аграрної політики України
Сумський національний аграрний університет
Кафедра технологічного обладнання харчових виробництв
Завдання на курсовий проект
з дисципліни "Процеси і апарати харчових виробництв
Студенту Калюжному Д. В. групи ТМЯ-0503-1 II курсу
1. Тема курсового проекту "Розрахунок і проектування вертикального кожухотрубного теплообмінника для пастеризації продукту"
2. Основні початкові дані: Розрахувати і спроектувати вертикальний кожухотрубний теплообмінник (G = 2,8
3. Перелік обов'язкового графічного матеріалу: технологічна схема ділянки пастеризації продукту, складальне креслення теплообмінника кожухотрубного, всього 1,25 аркуша формату А1.
4. Рекомндований спеціальна література: процеси і апарати харчових виробництв; Розрахунок і проектування теплообмінників; методичні вказівки до виконання курсового проекту / Суми: Сумський національний аграрний університет, 2002. - 26 с.
5. Термін виконання ____________________________________
6. Термін захисту _______________________________________
7. Дата видачі завдання «___» _______________ 2007р.
| Керівник проекту | Юхименко Н. П. |
| ВСТУП 1 Теоретичні основи теплообмінного процесу. Вибір конструкції апарату 1.1 Одноходовий кожухотрубний теплообмінник 1.2 Загальні відомості про розвальцьовування труб теплообмінника 2 Розрахунково-конструкторська частина 1. Тепловий розрахунок апарату 2. Конструктивний розрахунок апарату 3. Гідравлічний розрахунок апарату 4. Розрахунки на міцність 3 Розрахунки та вибір допоміжного обладнання 3.1 Вибір насоса 3.2 Вибір резервуарів 4 Новизна прийнятих конструктивних та технологічних рішень ВИСНОВОК СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ Додаток А. Кожухотрубний теплообмінник |
ВСТУП
Раціональне та ефективне використання теплової енергії є сьогодні визначальним чинником у виборі стратегії технічного та технологічного переозброєння підприємств.
Якість, ціна, надійність, економічність і доступність сервісного обслуговування - ось ті критерії, на які орієнтується більшість організацій, що приймають рішення про закупівлю необхідного обладнання. У зв'язку з цим не викликає сумнівів актуальність високоякісних теплообмінних кожухотрубних апаратів знаходять саме широке застосування в харчовій, нафтохімічній, хімічній промисловості, у ЖКГ, енергетиці.
Ясність, наочність і очевидність техніко-економічних переваг новітніх технічних і технологічних рішень в порівнянні з морально застарілим обладнанням є основним і необхідною умовою, яка має враховуватися при виборі відповідного обладнання. Але найважливішим критерієм вибору апарату є його економічна обгрунтованість. Економія теплоресурсів дозволяє знизити ціну на ізготвляемую продукцію, що не мало важливо в умовах жорсткої конкуренції.
1 Теоретичні основи теплообмінного процесу. Вибір конструкції апарату
Теплові процеси - технологічні процеси, які протікають зі швидкістю, зумовленої законами теплопередачі.
Теплообмінні апарати - апарати, призначені для проведення теплових процесів.
Теплоносії - тіла (середовища), які беруть участь у теплообміні.
Існує три способи перенесення тепла: теплопровідність, конвективний теплообмін і теплове випромінювання.
Теплопровідність - явище переносу теплової енергії безпосереднім контактом між частинками тіла.
Конвективний теплообмін - процес поширення в слідстві руху рідини чи газу.
Природна (вільна) конвекція обумовлена різницею щільності в різних точках об'єму теплоносія, який виникає внаслідок різниці температур у цих точках.
Вимушена конвекція обумовлена примусовим рухом всього об'єму теплоносія.
Теплове випромінювання - процес передачі тепла від одного тіла до іншого, поширенням електромагнітних хвиль у просторі між цими тілами.
Тепловіддача - процес перенесення тепла від стінки до теплоносія або у зворотному напрямку.
Теплопередача - процес передачі тепла від більш нагрітого менше нагрітого теплоносія через їх розділяє поверхню або тверду стінку.
При проектуванні теплообмінних апаратів тепловий розрахунок зводиться до визначення необхідної поверхні теплообміну F, (м 2), за основним рівнянню теплопередачі:
| де | Q - теплова навантаження теплообмінника, (Вт); Dt сер - середня різниця температур, (0 С); К - коефіцієнт теплопередачі, Коефіцієнт теплопередачі показує, яка кількість теплоти передається від гарячого теплоносія до холодного за 1 с через |
Q = Q 1 = Q 2, (1.2)
| де | Q 1 і Q 2 - кількість тепла, яке віддав гарячий теплоносій і яке передане холодного теплоносія відповідно, (Вт). |
Q = G 1 (i 1п-i 1к) = G 2 (i 2к-i 2п), (1.3)
| де | G 1 і G 2 - витрата гарячого і холодного теплоносія відповідно, i 1п, i 1к - початкова і кінцева ентальпії гарячого теплоносія, i 2п, i 2к - початкова і кінцева ентальпії холодного теплоносія, |
Q = G 1 c 1 (t 1п-t 1к) = G 2 c 2 (t 2к-t 2п), (1.4)
| де | c 1 і з 2 - середні питомі теплоємності гарячого та холодного теплоносіїв відповідно, t 1п, t 1к - температури гарячого теплоносія на вході в апарат і на виході з нього, (0 С); t 2к, t 2п - температури холодного теплоносія на виході з апарату і на вході в нього, (0 С). |
Q = G гр (i 1п-i 1к) = G 2 c 2 (t 2к-t 2п), (1.5)
| де | де G гр - витрата пари, що гріє, |
Q = G гр r = G 2 c 2 (t 2к-t 2п), (1.6)
| де | r - питома теплота конденсації, |
| де | a 1, a 2 - коефіцієнти тепловіддачі відповідно для гарячого і холодного теплоносія, Коефіцієнт тепловіддачі показує, яка кількість теплоти передається від теплоносія до d ст - товщина стінки теплообмінної, (м); l ст - коефіцієнт теплопровідності матеріалу стінки, Коефіцієнт теплопровідності показує, яка кількість теплоти проходить внаслідок теплопровідності в одиницю часу через одиницю поверхні теплообміну при падінні температури на один градус на одиницю довжини нормалі до ізотермічної поверхні. |
Nu =
Для критеріїв Nu, Re і Pr за визначальну температуру приймається середня температура рідини, а для критерію Pr ст - температура стінки. За лінійними розмірами в критеріях Nu і Re береться внутрішній діаметр труби або еквівалентний діаметр каналу. При ламінарному русі (Re <2300):
Nu =
Для повітряного теплоносія формули (1.8) і (1.9) відповідно:
Nu = 0,018 Re 0,8; (1.10)
Nu = 0,13 Re 0,33 Gr 0,1. (1.11)
Для випадку руху теплоносія в міжтрубному просторі кожухотрубних теплообмінників:
Nu = С (d е Re) 0,6 Pr 0,33, (1.12)
| де | С - коефіцієнт, який враховує присутність сегментних перегородок в міжтрубному просторі; d е - еквівалентний діаметр міжтрубного простору, (м). |
| де | f - площина поперечного перерізу потоку, (м 2); П - периметр перетину потоку, (м); D - внутрішній діаметр кожуха, (м); d - зовнішній діаметр труби, (м); z - кількість ходів по трубному простору; n - кількість труб в одному ході. |
Nu =
Nu =
Середню різницю температур
| де | Dt б, Dt м - велика і менша різниці температур між теплоносіями на кінцях теплообмінника, (0 С). |
Для апаратів з перехресним і змішаним перебігом теплоносіїв середня різниця температур перебуває шляхом множення значення среднелогаріфміческого температурного напору досягається при протівотечейной схемою руху теплоносіїв на поправочний коефіцієнт, який визначається за довідниками [4-6].
1.1 Кожухотрубний теплообмінник
Для проведення процесу пастеризації продукту вибирається кожухотрубні конструкція теплообмінника.
Малюнок 1 - Кожухотрубний теплообмінник |
харчових виробництвах.
Кожухотрубний вертикальний одноходової теплообмінник
з нерухомими трубними гратами (див. рис. 1) складається з циліндричного корпусу-1, який з двох сторін обмежений привареними до нього трубними решітками-2 із закріпленими в них гріють трубами-3 (див. рис. 2), кінці яких закріплені в спеціальних трубних гратах шляхом розвальцьовування, зварювання, пайки, а іноді на сальниках. Пучок труб ділить весь об'єм корпусу теплообмінника на трубне простір, укладену всередині гріючих труб, і міжтрубний. До корпусу прикріплені за допомогою болтового з'єднання два днища-5. Для введення і виведення теплоносіїв корпус і днища мають патрубки-4. Один потік теплоносія, наприклад рідина, направляється в трубне простір, проходить по трубках і виходить з теплообмінника через патрубок у верхньому днищі. Інший потік теплоносія, наприклад пар, вводиться в міжтрубний простір теплообмінника, омиває зовні гріють труби і виводиться з корпусу теплообмінника через патрубок.
Кожухотрубні теплообмінники можуть бути з нерухомою трубної гратами або з температурним компенсатором на кожусі, вертикальні або горизонтальні. Відповідно до ГОСТ 15121-79, теплообмінники можуть бути двох-чотирьох-і шестіходовимі по трубному простору.
Гріючі труби в трубних гратах розміщують кількома способами: по сторонах і вершин правильних шестикутників (у шаховому порядку), по сторонах і вершин квадратів (коридорне) і по концентричних колах. Такі способи розміщення забезпечують створення компактної конструкції теплообмінника.
Через маленькій швидкості руху теплоносіїв одноходові теплообмінники характеризуються низькими коефіцієнтами тепловіддачі. З метою інтенсифікації теплообміну в кожухотрубних теплообмінниках пучок труб секціонувального, поділяють на кілька секцій (ходів), за якими теплоносій проходить послідовно. Розбивка труб на ряд ходів досягається за допомогою перегородок у верхньому і нижньому днищах. Так само секціонованими можна і міжтрубний простір за рахунок установки напрямних перегородок. Завдяки всім цим способам досягається підвищення швидкості теплоносія, що приводить до збільшення коефіцієнта тепловіддачі в трубному просторі.
1.2 Ообщіе відомості про розвальцьовування труб теплообмінника
Найбільш поширений спосіб кріплення труб у решітці - розвальцьовування. Труби вставляють в отвори решітки з деяким зазором, а потім обкатують зсередини спеціальним інструментом, забезпеченим роликами (гнуття). При цьому в стінках труби створюються залишкові пластичні деформації, а в трубній решітці - пружні деформації, завдяки чому матеріал решітки після розвальцьовування щільно стискає кінці труб. Однак при цьому матеріал труб піддається наклепу (метал зміцнюється з частковою втратою пластичності), що може привести до розтріскування труб. Зі зменшенням початкового зазору між трубою і отвором в решітці наклеп зменшується, тому зазвичай беруть зазор
Развальцовочное з'єднання повинно бути міцним і щільним (герметичним). Міцність з'єднання оцінюють зусиллям вириваючи труби з гнізда, щільність - максимальним тиском середовища, при якому з'єднання герметічно.Развальцовка є найбільш поширеним способом отримання міцних і герметичних з'єднань труб з трубними решітками (колекторами) теплообмінних апаратів.
Для отримання надійного з'єднання труби з трубної гратами (колектором) необхідно виконати таку умову:
D '= Dо +
де D'-розрахунковий внутрішній діаметр труби після розвальцьовування
Dо-внутрішній діаметр труби до розвальцьовування
(
S-товщина стінки труби
К-коефіцієнт, що враховує тип теплообмінного апарату:
К = 0,1 - для конденсаторів, маслоохолоджувачів, водопідігрівачів, випарників, бойлерів і т.п.
К = 0,2 - для котлів
Для того, щоб правильно вибрати інструмент для розвальцьовування труб в трубних гратах, необхідно мати таку інформацію:
· Матеріал трубної решітки;
· Діаметр отворів трубної решітки "Dотв" (див. рис. 3);
· Товщина трубної решітки "H" (див. рис. 3);
· Крок перфорації (відстань між центрами сусідніх отворів) "t" (див. рис. 10);
· Наявність в отворах трубної решітки ущільнювального рельєфу, формованого кульковим раскатніком (див. рис. 4);
· Наявність в трубної решітки канавок (див. рис. 5);
· Наявність подвійних трубних решіток, їх товщини "Н 1" і "Н 2" і відстань "B" між трубними гратами (див. рис.9);
· Матеріал труби;
· Зовнішній діаметр труби "Dн" (див. рис.6);
· Товщина стінки труби "S" (див. рис.6);
· Висота виступанія труб "h" над площиною трубної решітки (див. рис.6);
· Глибина розвальцьовування труб "L" (див. рис.6);
· Наявність отбуртовкі кінця труби (див. рис.8);
· Наявність зварювання в поєднанні труби з трубної гратами (див. рис.7)
2 Розрахунково-конструкторська частина.
2.1 Тепловий розрахунок апарата.
Вихідні дані. Проектований кожухотрубний теплообмінник призначений для пастеризації продукту від початкової (на вході в апарат) температури t 1 = 12 0 С, до кінцевої (на виході з апарату) t 2 = 70 0 С. Продуктивність апарату G = 2,8
Середня різниця температур теплоносія і продукту
Dt б = t п-t 1 = 140-12 = 128 0 С, (2.1)
Dt м = t п-t 2 = 140-70 = 70 0 С. (2.2)
Так як
Середня температура продукту t ср, 0 С:
t сер = t п-Dt ср = 140-99 = 41 0 С. (2.3)
Різниця температур теплоносія і стінки Dt 1, 0 С:
Dt 1 = (R 1 / R) Dt ср = (0,6) × 99 = 59,4 0 С (2.4) [1] Різниця температур стінки і продукту Dt 2, 0 С:
Температура стінки з боку теплоносія Dt СТ1, 0 С:
t СТ1 = t п-Dt 1 = 140-59,4 = 80,6 0 С. (2.6)
Температура стінки з боку продукту Dt ст2, 0 С:
t ст2 = t ср + Dt 2 = 41 +33,66 = 74,66 0 С. (2.7)
Температура плівки конденсату теплоносія t пл, 0 С:
t пл = 0,5 (t п + t СТ1) = 0,5 (140 +80,6) = 110,3 0 С. (2.8)
Теплофізичні властивості плівки конденсату (при температурі плівки t пл = 110,3 0 С) (відповідно [6]): динамічний коефіцієнт в'язкості рідини m пл = 0,228 × 10 -3 (Па × с), питома теплоємність c пл = 4,2 × 10 3
Коефіцієнт тепловіддачі від пари, що гріє до стінок теплообмінних трубок a 1,
Теплофізичні властивості продукту, який нагрівається (при температурі t сер = 41 0 С) (відповідно [6]): динамічний коефіцієнт в'язкості m пр = 0,719 × 10 -3 (Па × с), коефіцієнт об'ємного розширення b пр = 0,397 × 10 - 3
Теплофізичні властивості пристінкового шару продукту (при температурі t ст2 = 74,66 0 С) (відповідно [6]): коефіцієнт динамічної в'язкості m ст = 0,4 × 10 -3 (Па × с), питома теплоємність c ст = 4225
Критерій Рейнольдса (Re) для потоку продукту:
Критерій Прандтля для потоку продукту (Pr) і для пристінного шару продукту (Pr ст):
Критерій Нуссельта (Nu) (для випадку розвинутого турбулентного руху рідин у трубах і каналах (Re> 10000) за формулою (1.8)):
Nu =
Nu =
Коефіцієнт тепловіддачі від стінки теплообмінних труб до продукту a 2,
Термічний опір стінки (без урахування термічного опору забруднень) R ст,
R ст =
Загальний коефіцієнт теплопередачі між середовищами К,
Теплове навантаження апарату (кількість тепла, яке передається через поверхню теплообміну від теплоносія до продукту) Q, (Вт) (за формулою (1.4)):
Q = Gc пр (t 2-t 1) = 2,8 × 4159 (70-12) = 675422 Вт
Необхідна поверхню теплообміну F, (м 2) (за формулою (1.1)):
Витрата теплоносія (пари, що гріє) G гр,
2.2 Конструктивний розрахунок апарату
Площа перерізу усього потоку продукту (площа перерізу пучка труб) f, (м 2):
Кількість труб n 1 у трубному пучку:
приймається n 1 = 3 теплообмінних труби в кожному ході за трубному простору.
Уточнене значення швидкості руху продукту w,
Розрахункова довжина однієї трубки в трубному пучку L, (м):
Кількість ходів теплообмінника z:
приймається z = 4 ходи по трубному простору кожухотрубного теплообмінника.
Необхідна кількість теплообмінних труб в трубній решітці n:
n = zn 1 = 4 × 3 = 12 труб. (2.21)
Діаметр трубної решітки D р, (мм):
Внутрішній діаметр кожуха теплообмінника D, (мм):
D = t (b-1) +4 d = 59,4 (5-1) +4 × 30 = 358 (мм), (2.23)
приймається для виготовлення кожуха теплообмінника труба Æ360х5 мм.
Живе перетин міжтрубного простору f мт, (м 2):
f мт = 0,785 ((D-2s) 2-nd 2) =
= 0,785 ((0,360-2 × 0,005) 2 -12 × 0,03 2) = 87,68 × 10 -3 (м 2). (2.24)
По рівнянню об'ємних витрат V,
визначаються діаметри патрубків d, м, для робочих середовищ:
Діаметр патрубка для входу пари в апарат, d п, (м):
Діаметр патрубка для виходу конденсату пари, d к, (м):
Діаметр патрубка для входу продукту в апарат, d вх, (м):
Діаметр патрубка для виходу продукту з апарату, d вих, (м):
2.3 Гідравлічний розрахунок апарату
Повне гідравлічний опір теплообмінного апарату, DР (Па):
Для ізотермічного турбулентного руху в гидравлічні - шорсткуватих трубах (відповідно / 6 /):
Сума коефіцієнтів місцевих опорів x г у апараті:
Потужність приводу насоса N, (Вт), необхідна для переміщення продукту по трубному простору теплообмінного апарату:
V =
N =
2.4 Розрахунки на міцність
Допустимі напруги при розрахунку за граничними навантажень ємностей та апаратів, які працюють при статичних навантаженнях одноразових, визначаються згідно з ГОСТ 14249-89.
Розрахунок на міцність гладкою циліндричної обичайки кожуха, навантаженої внутрішнім надлишковим тиском, проводиться згідно з ГОСТ 14249-89.
| Малюнок 11 - | Розрахункова схема обичайки кожуха теплообмінника |
s ³ s р + з (2.32) [9]
з = з 1 + з 2 + з 3 (2.34) [11]
де з 1 = Пt = 0,1 × 15 = 1,5 (мм), (2.35) [12]
з = 1,5 +0 +0 = 1,5 (мм),
Виконавча товщина стінки обичайки s, (мм):
s ³ s р + з = 0,41 +1,5 = 1,91 (мм).
Відповідно наведеним у ДСТУ 3-17-191-2000 значень мінімальним товщин стiнок обичайок і днищ приймається s = 5,0 мм.
Внутрішнє надлишковий тиск, що допускається [р], (МПа):
Умова застосування розрахункових формул (для обичайок і труб при D (
умова виконується.
3 Розрахунки та вибір допоміжного обладнання.
3.1 Вибір насоса
Відповідно до технологічної схеми ділянки пастеризації продукту для перекачування продукту вибирається шість відцентрових насосів марки Х20/18 з параметрами: подача Q = 5,5 × 10 -3
| Рисунок 12 - Схема встановлення насоса | |
3.2 Розрахунок обсягу накопичувального резервуара і зрівняльного бака для пастеризованого продукту.
Номінальний обсяг ємності накопичувального резервуара і зрівняльного бака для вихідного розчину пастеризованого продукту й конденсату:
Вибирається п'ять горизонтальних ємнісних апарату.
4 Новизна прийнятих конструктивних рішень
Теплообмінні апарати становлять численну групу теплосилового устаткування, займаючи значні виробничі площі та перевищуючи часто 50% вартості загальної комплектації в теплоенергетиці, хімічної, нафтопереробної та харчової промисловості, і ряді інших галузей. Тому правильний вибір теплообмінників представляється винятково важливим завданням.
До теперішнього часу можна виділити два найбільш поширених типи теплообмінних апаратів - кожухотрубні і пластинчасті.
Широко відомі традиційні кожухотрубні апарати, володіючи рядом переваг, разом з тим мають і дуже істотні недоліки. Зокрема - несприятливі масогабаритні характеристики, низькі показники надійності. Ці апарати майже завжди вимагають застосування вантажопідйомного обладнання, припускають наявність значних вільних площ і далеко не завжди можуть бути змонтовані, а тим більше замінені при ремонті без демонтажу конструкцій будівлі. Застосування в цих апаратах латунних і гладкостінних труб доповнює непривабливу технічну характеристику. Латунь за певних умов (які майже завжди створюються в теплообмінниках, застосовуваних в опаленні і гарячому водопостачанні) схильна до обесцінкованію навіть в прісній воді. Цинк потрапляє у воду гарячого водопостачання, крім того, відбувається руйнування стінок труб.
Але навіть і коли ці умови не створюються, посилюється вплив іншого негативного чинника - утворення накипу та інших відкладень на стінках труб, що призводить до втрати працездатності апаратів за критерієм "теплова ефективність".
Слід взяти до уваги і досить високі ціни на ці апарати внаслідок використання великої кількості кольорового металу.
На сьогоднішній день кожухотрубні теплообмінники на порядок поступаються пластинчастим теплообмінникам.
Порівняння пластинчастих теплообмінників з кожухотрубні теплообмінниками (див. рис.13)
|
За аналогічних параметрах пластинчасті теплообмінники в 3-6 разів менше за габаритами і складають 1 / 6 від ваги кожухотрубних теплообмінників. Таким чином, економляться не тільки площі під установку, але і знижуються початкові витрати. Конструкція кожухотрубного теплообмінника забезпечує набагато менші коефіцієнти теплопередачі, ніж пластинчастого при аналогічній втраті тиску. Навіть у найкращих кожухотрубних теплообмінниках значні поверхні труб знаходяться в мертвих зонах, де відсутня теплопередача. На відміну від кожухотрубних пластинчасті теплообмінники можуть бути легко розібрані для обслуговування і ремонту без демонтажу підвідних трубопроводів. Для обслуговування пластинчастих теплообмінників потрібна площа в 3-6 разів менше, ніж для кожухотрубних.
Основні переваги використання пластинчастих теплообмінників.
1. Економічність і простота обслуговування.
При засміченні пластинчастий теплообмінник може бути розібраний, промитий і зібраний протягом 4-6 годин. У кожухотрубних теплообмінниках процес очищення трубок часто веде до їх руйнування і заглушення.
2. Низька загрязняємость поверхні теплообміну внаслідок високої турбулентності потоку рідини, утвореною рифленням, а також якісного полірування теплообмінних пластин.
3. Термін експлуатації першої вихідної з ладу одиниці - ущільнювальної прокладки - у провідних європейських виробників досягає 10 років. Термін роботи теплообмінних пластин - 20-25 років. Вартість заміни ущільнень коливається в межах 15-25% від вартості пластинчастого теплообмінника, що економніше аналогічного процесу заміни латунної трубної групи в кожухотрубні теплообмінники, складовою 80-90% від вартості апарата.
4. Вартість монтажу пластинчастого теплообмінника складає 2-4% від вартості обладнання, що на порядок нижче, ніж у кожухотрубного теплообмінника.
5. Навіть теплоносій з заниженою температурою в системах теплопостачання дозволяє нагрівати воду в пластинчастому теплообміннику до потрібної температури.
6. Індивідуальний розрахунок кожного пластинчастого теплообмінника за оригінальною програмою заводу-виготовлювача дозволяє підібрати його конфігурацію відповідно до гідравлічним та температурним режимами по обох контурах.
7. Гнучкість: у разі необхідності площа поверхні теплообміну в пластинчастому теплообміннику може бути легко зменшена або збільшена простим додаванням або вилученням пластин.
8. Двоступенева система гарячого водопостачання, реалізована в одному пластинчастому теплообміннику, дозволяє значно заощадити на монтажі і зменшити необхідні площі під індивідуальний тепловий пункт.
9. Конденсація водяної пари в пластинчастому теплообміннику знімає питання про спеціальний охолоджувачі, тому що температура конденсації може бути 50 С і нижче.
10. Менше обмежень у роботі: замерзання води в пакеті пластин не приводить до фактичного пошкодження апарата. Після відтавання пластинчастий теплообмінник готовий до експлуатації, а кожухотрубний теплообмінник отримує пошкодження трубок.
11. Стійкість до вібрацій: пластинчасті теплообмінники високоустойчиви до наведеної двухплоскостной вібрації, яка може викликати пошкодження кожухотрубного теплообмінника.
Розглянемо порівняльну характеристику кожухотрубного і пластинчастого теплообмінника (див. рис.14)
Домогтися того, щоб кожухотрубний теплообмінний апарат мав комплексом переваг не поступаються, а навіть і перевершують пластинчастий теплообмінник, вдалося, з'єднавши воєдино цілий ряд давно відомих, але не реалізованих з технологічних причин рекомендацій (а також - ряд нововведень): збільшенням поверхні теплообміну (оребренням її з боку теплоносія з меншим коефіцієнтом тепловіддачі), у веліченіемкоеффіціента теплоотдачіраціональним підбором гідродинаміки теплоносія, щільно упаковані трубні пучки; особотонкостенние трубки зменшеного діаметра, що мають спеціальний профіль; неметалічні трубні решітки, що виготовляються за спеціально відпрацьованою технологією. Корпус апарата також має ряд особливостей: особотонкостенние труби, термічна розвантаженістю ланцюжка "корпус-трубний пучок" шляхом застосування плаваючих трубних решіток (забезпечується розбірної апарату і знімаються обмеження по подачі холодної та гарячої середовищ в будь-яку порожнину), підвищення надійності за показником взаємопроникнення середовищ завдяки застосуванню подвійного ущільнення з сигнальними отворами, використання спеціальних напрямних перегородок. Як для теплопередаючих трубок, так і для корпусів використовуються високолеговані корозійностійкі сталі або титанові сплави, що забезпечує задані показники надійності при характерних для наших теплообмінників підвищених швидкостях руху середовищ.
Для проведення процесу пастеризації продукту спроектований теплообмінний кожухотрубній апарат: кожух Æ360'5 мм, теплообмінні труби Æ30'2, 5 мм, розташування труб в трубній решітці - по сторонах і вершин квадратів (коррідорное), кількість труб n = 12, кількість ходів по трубному простору z = 4; площа поверхні теплообміну F = 2,43 м 2.
ВИСНОВОК
Даний курсовий проект являє собою комплекс розрахунково-графічних робіт, з конструювання, вибору кожухотрубного теплообмінника і підбору допоміжного обладнання до нього для проведення технологічних процесів у м'ясній промисловості.
Спроектований на підставі розрахунків і підборів чотирьохходовий кожухотрубний теплообмінний апарат дозволяє проводити необхідні процеси з заданими параметрами.
У ході проведення проектних і розрахункових робіт (конструктивний розрахунок, гідравлічний розрахунок, розрахунок на міцність) обрані конструктивні одиниці, підтверджена механічна надійність, економічно-обгрунтований вибір (матеріал труб, довжина і т. д.), конструктивну досконалість апарату. Ці фактори є основними для високопродуктивної, безперебійної роботи обладнання в промислових умовах.
Список використаної літератури
1 ГОСТ 14249-89. Судини і апарати. Норми і методи розрахунку на міцність. - Натомість ГОСТ 14249-89; Введ. 18.05.89. - М.: Держ. кім. СРСР по стандартах, 1989. - 80 с., Іл.
2 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 проміслової політікі України, 2000. - 301 с., Іл.
3 ДНАОП 0.00-1.07-94. Правила будови і безпечної експлуатації посудин, що працюють під тиском. Введ. 01.03.1995. - К.: Державний комітет України по нагляду за охороною праці, 1994. - 200 с., Іл.
4 Машини та апарати хімічних виробництв: приклади і задачі. Навчальний посібник для студентів втузів, що навчаються за спеціальністю «Машини і апарати хімічних виробництв» / І. В. Доманський, В. П. Ісаков, Г.М.островскій та ін; За заг. ред. В. Н. Соколова. - Л.: Машинобудування, 1982.
5 Основні процеси та апарати хімічної технології: Посібник з проектування / Г. С. Борисов, В. П. Бриків, Ю. І. Дитнерскій та ін Под ред. Ю. І. Дитнерского, 2-е вид., Перераб. І додатк. - М.: Хімія, 1991.
6 Павлов К.Ф., Романків П.Г., Носков А.А. Приклади і задачі за курсом процесів і апаратів хімічної технології: Навчальний посібник для вузів / Під ред. П. Г. Романкове. - 9-е изд., Перераб. і доп. - Л.: Хімія, 1981.
7 Проектування процесів і апаратів харчових виробництв / Под ред. В.Н. Стабнікова. - К.: Вища школа, 1982.
8 Розробка конструкції хімічного апарату иего графічної мо діли. Методичні вказівки. - Іваново, 2004.
9 Довідник з теплообмінникам, М. Хімія, 1982. 328 с.
10 Стабніков В.М., Лисянський В.М., Попов В.Д. Процеси і апарати харчових виробництв. М.: Агропромиздат, 1985.
11 Теплофізичні властивості газів, розчинників і розчинів солей. Довідник / Упоряд. Є. М. Шадріна та ін Іваново. 2004.
12 Ущільнення рухомих сполук: Методичні вказівки \ Сост. Е.Е.Кольман-Іванов; МІХМ .- М., 1992. - 32 с.
13 - теплообмінні апарати.
14 - загальні відомості про розвальцьовування труб.
15 - кожухотрубні теплообмінники.
16 - порівняння кожухотрубного і пластинчастого теплообмінників.
Основні переваги використання пластинчастих теплообмінників.
1. Економічність і простота обслуговування.
При засміченні пластинчастий теплообмінник може бути розібраний, промитий і зібраний протягом 4-6 годин. У кожухотрубних теплообмінниках процес очищення трубок часто веде до їх руйнування і заглушення.
2. Низька загрязняємость поверхні теплообміну внаслідок високої турбулентності потоку рідини, утвореною рифленням, а також якісного полірування теплообмінних пластин.
3. Термін експлуатації першої вихідної з ладу одиниці - ущільнювальної прокладки - у провідних європейських виробників досягає 10 років. Термін роботи теплообмінних пластин - 20-25 років. Вартість заміни ущільнень коливається в межах 15-25% від вартості пластинчастого теплообмінника, що економніше аналогічного процесу заміни латунної трубної групи в кожухотрубні теплообмінники, складовою 80-90% від вартості апарата.
4. Вартість монтажу пластинчастого теплообмінника складає 2-4% від вартості обладнання, що на порядок нижче, ніж у кожухотрубного теплообмінника.
5. Навіть теплоносій з заниженою температурою в системах теплопостачання дозволяє нагрівати воду в пластинчастому теплообміннику до потрібної температури.
6. Індивідуальний розрахунок кожного пластинчастого теплообмінника за оригінальною програмою заводу-виготовлювача дозволяє підібрати його конфігурацію відповідно до гідравлічним та температурним режимами по обох контурах.
7. Гнучкість: у разі необхідності площа поверхні теплообміну в пластинчастому теплообміннику може бути легко зменшена або збільшена простим додаванням або вилученням пластин.
8. Двоступенева система гарячого водопостачання, реалізована в одному пластинчастому теплообміннику, дозволяє значно заощадити на монтажі і зменшити необхідні площі під індивідуальний тепловий пункт.
9. Конденсація водяної пари в пластинчастому теплообміннику знімає питання про спеціальний охолоджувачі, тому що температура конденсації може бути 50 С і нижче.
10. Менше обмежень у роботі: замерзання води в пакеті пластин не приводить до фактичного пошкодження апарата. Після відтавання пластинчастий теплообмінник готовий до експлуатації, а кожухотрубний теплообмінник отримує пошкодження трубок.
11. Стійкість до вібрацій: пластинчасті теплообмінники високоустойчиви до наведеної двухплоскостной вібрації, яка може викликати пошкодження кожухотрубного теплообмінника.
Розглянемо порівняльну характеристику кожухотрубного і пластинчастого теплообмінника (див. рис.14)
Домогтися того, щоб кожухотрубний теплообмінний апарат мав комплексом переваг не поступаються, а навіть і перевершують пластинчастий теплообмінник, вдалося, з'єднавши воєдино цілий ряд давно відомих, але не реалізованих з технологічних причин рекомендацій (а також - ряд нововведень): збільшенням поверхні теплообміну (оребренням її з боку теплоносія з меншим коефіцієнтом тепловіддачі), у веліченіемкоеффіціента теплоотдачіраціональним підбором гідродинаміки теплоносія, щільно упаковані трубні пучки; особотонкостенние трубки зменшеного діаметра, що мають спеціальний профіль; неметалічні трубні решітки, що виготовляються за спеціально відпрацьованою технологією. Корпус апарата також має ряд особливостей: особотонкостенние труби, термічна розвантаженістю ланцюжка "корпус-трубний пучок" шляхом застосування плаваючих трубних решіток (забезпечується розбірної апарату і знімаються обмеження по подачі холодної та гарячої середовищ в будь-яку порожнину), підвищення надійності за показником взаємопроникнення середовищ завдяки застосуванню подвійного ущільнення з сигнальними отворами, використання спеціальних напрямних перегородок. Як для теплопередаючих трубок, так і для корпусів використовуються високолеговані корозійностійкі сталі або титанові сплави, що забезпечує задані показники надійності при характерних для наших теплообмінників підвищених швидкостях руху середовищ.
Для проведення процесу пастеризації продукту спроектований теплообмінний кожухотрубній апарат: кожух Æ360'5 мм, теплообмінні труби Æ30'2, 5 мм, розташування труб в трубній решітці - по сторонах і вершин квадратів (коррідорное), кількість труб n = 12, кількість ходів по трубному простору z = 4; площа поверхні теплообміну F = 2,43 м 2.
ВИСНОВОК
Даний курсовий проект являє собою комплекс розрахунково-графічних робіт, з конструювання, вибору кожухотрубного теплообмінника і підбору допоміжного обладнання до нього для проведення технологічних процесів у м'ясній промисловості.
Спроектований на підставі розрахунків і підборів чотирьохходовий кожухотрубний теплообмінний апарат дозволяє проводити необхідні процеси з заданими параметрами.
У ході проведення проектних і розрахункових робіт (конструктивний розрахунок, гідравлічний розрахунок, розрахунок на міцність) обрані конструктивні одиниці, підтверджена механічна надійність, економічно-обгрунтований вибір (матеріал труб, довжина і т. д.), конструктивну досконалість апарату. Ці фактори є основними для високопродуктивної, безперебійної роботи обладнання в промислових умовах.
Список використаної літератури
1 ГОСТ 14249-89. Судини і апарати. Норми і методи розрахунку на міцність. - Натомість ГОСТ 14249-89; Введ. 18.05.89. - М.: Держ. кім. СРСР по стандартах, 1989. - 80 с., Іл.
2 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 проміслової політікі України, 2000. - 301 с., Іл.
3 ДНАОП 0.00-1.07-94. Правила будови і безпечної експлуатації посудин, що працюють під тиском. Введ. 01.03.1995. - К.: Державний комітет України по нагляду за охороною праці, 1994. - 200 с., Іл.
4 Машини та апарати хімічних виробництв: приклади і задачі. Навчальний посібник для студентів втузів, що навчаються за спеціальністю «Машини і апарати хімічних виробництв» / І. В. Доманський, В. П. Ісаков, Г.М.островскій та ін; За заг. ред. В. Н. Соколова. - Л.: Машинобудування, 1982.
5 Основні процеси та апарати хімічної технології: Посібник з проектування / Г. С. Борисов, В. П. Бриків, Ю. І. Дитнерскій та ін Под ред. Ю. І. Дитнерского, 2-е вид., Перераб. І додатк. - М.: Хімія, 1991.
6 Павлов К.Ф., Романків П.Г., Носков А.А. Приклади і задачі за курсом процесів і апаратів хімічної технології: Навчальний посібник для вузів / Під ред. П. Г. Романкове. - 9-е изд., Перераб. і доп. - Л.: Хімія, 1981.
7 Проектування процесів і апаратів харчових виробництв / Под ред. В.Н. Стабнікова. - К.: Вища школа, 1982.
8 Розробка конструкції хімічного апарату иего графічної мо діли. Методичні вказівки. - Іваново, 2004.
9 Довідник з теплообмінникам, М. Хімія, 1982. 328 с.
10 Стабніков В.М., Лисянський В.М., Попов В.Д. Процеси і апарати харчових виробництв. М.: Агропромиздат, 1985.
11 Теплофізичні властивості газів, розчинників і розчинів солей. Довідник / Упоряд. Є. М. Шадріна та ін Іваново. 2004.
12 Ущільнення рухомих сполук: Методичні вказівки \ Сост. Е.Е.Кольман-Іванов; МІХМ .- М., 1992. - 32 с.
13 - теплообмінні апарати.
14 - загальні відомості про розвальцьовування труб.
15 - кожухотрубні теплообмінники.
16 - порівняння кожухотрубного і пластинчастого теплообмінників.
| Документація | |||||
| А4 | СНАУ 00.00.00 000 ПЗ | Пояснювальна записка | |||
| А1 | СНАУ 00.00.00 000 СБ | Складальне креслення | |||
| Складальні одиниці | |||||
| А4 | 1 | СНАУ 00.00.01 000 СБ | Розподільна камера | 1 | |
| А4 | 2 | СНАУ 00.00.02 000 СБ | Кришка | 1 | |
| А4 | 3 | СНАУ 00.00.03 000 СБ | Пучок трубний | 1 | |
| Деталі | |||||
| А4 | 4 | СНАУ 00.00.00 001 | Пробка | 1 | |
| А4 | 5 | СНАУ 00.00.00 002 | Прокладка | ||
| Стандартні вироби | |||||
| 6 | Болт М12х45 ГОСТ 7798 | 12 | |||
| 7 | Болт М16х55 ГОСТ 7798 | 8 | |||
| 8 | Гайка М12 ГОСТ 5915 | 12 | |||
| 9 | Гайка М16 ГОСТ 5915 | 8 | |||
| 10 | Гайка М20 ГОСТ 5915 | 48 | |||
| 11 | Прокладка А-40-0, 25 ГОСТ 15180 | 2 | |||
| 12 | Прокладка А-50-0, 25 ГОСТ 15180 | 1 | |||
| 13 | Прокладка А-125-0, 25 ГОСТ 15180 | 1 | |||
| 14 | Прокладка А-300-0, 25 ГОСТ 15180 | 2 | |||
| 15 | Фланець II-40-0, 25 ГОСТ 12821 | 2 | |||
| 16 | Фланець II-50-0, 25 ГОСТ 12821 | 1 | |||
| 17 | Фланець II-125-0, 25 ГОСТ 12821 | 1 | |||
| 18 | Шайба 12 ГОСТ 11371 | 12 | |||
| 19 | Шайба 16 ГОСТ 11371 | 8 | |||
| 20 | Шайба 20 ГОСТ 11371 | 48 | |||
| 21 | Шпилька М20'90 ГОСТ 22032 | 24 | |||
| Матеріали | |||||
| 22 | Грунт ГФ-021 ГОСТ 26129 | кг | |||
| 23 | Емаль ПФ-115 сіра ГОСТ 6465 | кг |
[1] Ставлення термічного опору з боку теплоносія до загального термічного опору R 1 / R = 0,6 і ставлення термічного опору стінок (за рахунок матеріалу стінок і забруднень) до загального термічного опору R ст / R = 0,06 приймається відповідно [6].
[2] де d ст - товщина стінки труби, м; l ст - Коефіцієнт теплопровідності матеріалу теплообмінних труб (відповідно до [6]),
[3] де x - коефіцієнт, який враховує теплові витрати у навколишнє середовище.
[4] де y 1 - коефіцієнт заповнення трубної решітки (y 1 = 0,6 ... 0,8 для багатоходових по трубному простору теплообмінних апаратів);
a - Кут, який утворюється центральними лініями трубних рядів з горизонталлю (a = 60 ... 70 0).
a - Кут, який утворюється центральними лініями трубних рядів з горизонталлю (a = 60 ... 70 0).
[5] де l - Коефіцієнт гідравлічного тертя; x м - Коефіцієнт місцевого опору.
[6] де D - абсолютна шорсткість поверхні труб (для чистих суцільнотягнутих мідних труб D = 0,0015 ... 0,01 мм відповідно до [6]), мм.
[7] де x i - Коефіцієнти місцевих опорів (що входить і виходить камери x 1 = 1,5, вхід в труби і вихід з них x 2 = 1, поворот на 1800 між ходами x 3 = 2,5 відповідно до [6]).
[8] де V - об'ємна витрата продукту, м 3 / с; h - коефіцієнт корисної дії насоса.
[9] де s р - розрахункова товщина стінки обичайки, мм; с - сума збільшень до розрахункової товщини стінки, мм.
[10] де р - розрахунковий внутрішнє надлишковий тиск, МПа; D - внутрішній діаметр посудини, мм; [s] - допустимі напруження для матеріалу обичайки кожуха при розрахунковій температурі стінки, МПа; j р = 1,0 - коефіцієнт міцності поздовжнього стикового сварівательного шва (обичайка кожуха не має останнього завдяки вибору для її виготовлення труби).
[11] де з 1 - збільшення для компенсації корозії і ерозії, мм; з 2 і з 3 - збільшення для компенсації мінусового допуску та технологічне збільшення відповідно (згідно вимог ГОСТ 14249-89 враховуються у разі, коли їх сумарне значення перевищує 5% номінальної товщини аркуша), мм.
[12] де П - корозійна проникність матеріалу, мм / рік; t - термін служби апарату, років.
[13] де t - тривалість робочої зміни, с; j - Коефіцієнт заповнення ємності.