Тепловой расчет теплообменных аппаратов

Оглавление

I. Введение. Классификация теплообменных аппаратов. 3
II. Конструктивный тепловой расчёт. 5
III. Проверочный тепловой расчёт. 11
IV.1. Гидравлический расчёт. 13
IV.2. Графическая часть. 17
Список использованной литературы 19

I. Введение. Классификация теплообменных аппаратов.

Теплообменным аппаратом (ТА) называется устройство, назначением которого является передача тепла от одного тела к другому.
ТА широко применяются в нефтедобывающей, газовой и химической промышленности ,при транспорте и хранении нефти, нефтепродуктов и газа. В нефтедобывающей промышленности ТА являются составной частью компрессорных установок, водогрейных и парогенераторных установок и т.д.
В газовой промышленности ТА применяются в энергетических установках компрессорных станций магистральных газопроводов, газобензиновых заводах, на установках низкотемпературной сепарации газа и т.д.
В нефтеперерабатывающей и химической промышленностях ТА применяются для нагрева сырья, охлаждения целевых продуктов и полуфабрикатов, на энергетических и компрессорных установках и т.д.
Эффективная работа ТА приводит к сокращению расхода топлива и улучшает технико-экономические показатели установок
Типы ТА:
1.Рекуперативный - теплообменник, в котором теплообмен между теплоносителями осуществляется непрерывно через разделяющую их стенку.
2. Регенеративный - теплообменник, в котором передача теплоты осуществляется поочередным соприкосновением горячего и холодного теплоносителей с одними и теми же поверхностями аппарата.
3. Смесительный
Кожухотрубные теплообменники относятся к поверхностным ТА рекуперативного типа. Различают следующие типы кожухотрубных ТА:
1. С неподвижными трубными решётками.

1 - распределительная камера; 2 - кожух; 3 - теплообменная труба; 4 - поперечная перегородка; 5 - трубная решетка; 6 - задняя крышка кожуха;
7 - опора; 8 - дистанционная трубка; 9 - штуцеры; 10 - перегородка в распределительной камере; 11 - отбойник
2. С неподвижными трубными решётками и с температурным компенсатором на кожухе.
Вертикальный кожухотрубный теплообменник с неподвижными трубными решетками и температурным компенсатором на кожухе:
1 - распределительная камера; 2 - трубные решетки; 3 - компенсатор;
4 - кожух; 5 - опора; 6 - теплообменная труба; 7 - поперечная перегородка;
8 - задняя крышка кожуха; 9 - дистанционная трубка; 10 - штуцеры

3. С плавающей головкой.
1 - крышка распределительной камеры; 2 - распределительная камера;
3 - неподвижная трубная решетка; 4 - кожух; 5 - теплообменная труба;
6 - поперечная перегородка; 7 - подвижная трубная решетка; 8 - задняя крышка кожуха; 9 - крышка плавающей головки; 10 - опора; 11 - катковая опора трубного пучка
4. С U – образными трубами

1 - распределительная камера; 2 - трубная решетка; 3 - кожух; 4 - теплообменная труба; 5 - поперечная перегородка; 6 - крышка кожуха; 7 - опора; 8 - катковая опора трубчатого пучка

В зависимости от расположения теплообменных труб различают ТА горизонтального и вертикального типа. От числа перегородок в распределительной камере и входной крышке – на одноходовые, двухходовые и многоходовые в трубном пространстве. От числа продольных перегородок, установленных в межтрубном пространстве, – на одно- и многоходовые в межтрубном пространстве.
ТА с плавающей головкой используются при температурах теплообменивающихся сред от -30 С до 450 С, давление в трубном пространстве может достигать 8 МПа. С неподвижными трубными решётками и с температурным коэффициентом на кожухе используются при температурах от -70 С до 350 С, давление в межтрубном пространстве может достигать 4 МПа.

Схема 6-ти ходового кожухотрубного теплообменного аппарата с неподвижными трубными решетками и температурным компенсатором:
1 - распределительная камера; 2 - кожух; 3 - теплообменная труба; 4 - поперечная перегородка; 5 - трубная решетка; 6 - задняя крышка кожуха;7 - опора; 8 - дистанционная трубка; 9 - штуцеры; 10 - перегородка в распределительной камере; 11 – отбойник; 12 – температурный компенсатор.
Схемы движения теплоносителей и положение перегородок в
распределительной камере и задней крышке теплообменного аппарата (6 ходов по трубному пространству):