«Спроектировать кожухотрубный теплообменник для конденсации паров аммиака в составе холодильной установки» (стр. 2 из 5)

Ударная вязкость KCV = 215 ¸372 Дж /см².

Технологические свойства

Температура ковки: начала – 1200 ⁰С, конца – 850 ⁰С. Свари-ваемость – сваривается без ограничений. Способы сварки: РДС, ЭШС, КТС с последующей термообработкой.

Физические свойства

Модуль упругости Е = 1,98×10⁵ МПа.

Плотность r = 7900 кг/м³.

Теплопроводность l = 15 Вт/м×⁰С.

Линейное расширение a = 16,6 ×10 ^-6 1/⁰С.

Теплоёмкость с = 462 Дж/кг×К.

Назначение

Сварные сосуды и аппараты, работающие в разбавленных рас-творах азотной, фосфорной, уксусной кислот, растворах щелочей и солей, детали, работающие под давлением при t = 196 ¸600 ⁰С, а при наличии агрессивных сред до t =350 ⁰С.

Характеристика Ст3кп.

Вид поставок - сортовой прокат, в том числе фасонный по: ГОСТ 5949-75, ГОСТ 2590-71, ГОСТ 2591-71, ГОСТ 2879-69, ГОСТ 18968-73, ГОСТ 19442-74. Лист толстый по ГОСТ 7350-77. Лист тонкий по ГОСТ 5582-75.

Назначение - для второстепенных и несущих элементов сварных и несварных конструкций, которые работают при температуре от -40 до +400 ⁰С.

Таблица 1.3 - Химический состав стали Ст3кп

С	Мn	Si	Cr	S	P	T	Cu	Ni
	Не больше			Не больше
0,14-0,22	0,05	0,05	До 0,3	0,050	0,040	0,2	0,30	0,3

Таблица 1.4 - Механические свойства стали Ст3кп

ГОСТ	Поставка	Разрез, мм	σ	σ	ψ	КСU		НВ, не больше
			МПа		%
			Не больше
7350-77	Листы гарячекатанные или холоднокатанные	Больше 2	---	530	20	---		---

Технологические свойства.

Температура начала ковки 1280 ⁰С, конца ковки 750 ⁰С. Разрез до 1000 мм охлаждается штабелями на воздухе или в песочной яме.

Свариваемость - без ограничений. Для толщины более 36 мм рекомендуется подогрев и последующая термообработка.

Обработка резаньем - в горячекатанном состоянии при НВ 124, σ_в= 420 МПа, К_р.б.ст.= 1,8, К_{р.тв.ст.}= 1,6.

Не имеет склонности к отпускной хрупкости.

Для приобретения полной версии работы перейдите по ссылке.

http://diplomrus.ru/raboti/29158

Тогда:

(μ/μ_сm)^0,25=(0,85∙10^-3/0,82∙10^-3)^0,25=1,009

Было принято (μ/μ_сm)^0,25=1. Разница ≈ 0,6 %. Расчет К_конд закончен.
Расчетная поверхность теплообменника определяется из основного уравнения теплопередачи [1]:

F_р =

(2.18)

F_р =

.

Выбираем в соответствии с ГОСТ 15120-79 теплообменник со следующими характеристиками:

Поверхность теплообмена – 93 м²;

Диаметр кожуха – 600 мм;

Диаметр труб – 20х2 мм;

Число ходов по трубам – 2;

Число труб общее – 370 шт;

Число труб в одном ходу – 185 шт;

Длина труб – 4 м.

Определяем запас поверхности по формуле:

Δ= (2.19)

Поверхность выбранного теплообменника полностью удовлетворяет нормальным условиям протекания технологического процесса.

2.3 Конструктивные расчеты

По формуле [3]:

(2.20)

Определяем диаметры патрубков для рабочих сред при их параметрах (затраты, скорости и плотность)
Скорости движения теплоносителей:

-для жидкостей: 0,1 — 0,5 м/с - при самотёке;
0,5— 2,5 м/с - в напорных трубопроводах;
- для пара 15 - 40 м/с;

Диаметр патрубка для входа паров аммиака в аппарат (при плотности паров аммиака ρ_n= 8,38 кг/м³)

м;

Принимаем равным 100 мм.

Диаметр патрубка для выхода конденсата жидкого аммиака (при плотности конденсата аммиака ρ_a = 586 кг/м³)

м.

Принимаем равным 100 мм.

Диаметр патрубка для входа и выхода воды из аппарата

м.

Принимаем равным 125 мм.

2.4 Гидравлическое сопротивление аппарата

Проверяем условия выбора уравнение для расчета коэффициенту трение жидкости по стенке труб. Так как режим движения жидкости в трубках теплообменника есть переходной, (см. выше). Тогда коэффициент трения определяем по формуле [4]:

(2.21)

Для приблизительных расчетов можно принимать следующие значения абсолютной шероховатости, мм:

Трубы стеклянные и чистые цельнотянутые из латуни и меди – 0,0015-0,01; стальные новые – 0,06-0,1;

Стальные, которые было в использовании, с незначительной коррозией – 0,1-0,2.

Стальные и чугунные, загрязнённые – 0,2-2.

Определяем сумму коэффициентов местных сопротивлений в аппарате:

∑ξ_м=2ξ₁+2ξ₂+ξ₃(z-1), (2.22)

Для расчетов можно принимать такие приблизительные значения коэффициентов местного сопротивления:

Входная и выходная камеры – 1,5;

Поворот на 180⁰ между ходами и секциями – 2,5;

Вход в трубное пространство и выход из него – 1;

∑ξ_м= 2·1,5+2·1+2,5·(4-1)=12,5

Определяем гидравлическое сопротивление движения жидкости в аппарате по формуле:

∆P=

(2.23)

∆P=

Па.

2.5 Выбор вспомогательного оборудования

Выбор насоса подачи охлаждающей жидкости:

Определяем скорость движения жидкости в трубопроводе

(2.24)

м/с

Принимаем что трубопровод стальной коррозия незначительная.

∆ = 0,2·10^{-3 м, [3 стр.15]} – абсолютная шероховатость трубы.

Определяем критерий Рейнольда

(2.25)

где

= 995 кг/м³ - плотность жидкости;

=0,85·10^-3 Па с - динамический коэффициент вязкости.

- режим действий турбулентный.

Re =

L=

; ; 10 (2.26)

560

625 < Re < 350000.

В трубопроводе имеет место смешанное трение и коэффициент терния

Рассматривают за формулой:

(2.27)

Определяем суму коэффициентов местных опоров для линии:

А - вход в трубу ξ = 0,5;

Б - прямоточные краны для d = 0,125 м; ξ = 0,46;

В - отводы 3 шт. ξ = 3·1,1 = 3,3;

Г - выход с трубы ξ = 1;

Для приобретения полной версии работы перейдите по ссылке.

http://diplomrus.ru/raboti/29158

где D – внутренний диаметр обечайки.

Исполнительная толщина листа для обечайки:

s ≥ s_р+ с = 0,75 + 4 = 4,75 мм

Согласно ГОСТ 19903-90 с учетом прибавки с = 4 мм принимаем толщину листа:

S = 6 мм.

Проверяем условие применимости формул безмоментной теории:

(6-4)/600=0,0033,

что меньше 0,1 – условие применимости формул выполнено.

Допускаемое внутреннее давление для обечайки с s =6 мм определяется по формуле:

- в рабочих условиях

- в условиях гидравлических испытаний

3.3 Расчет толщины

крышки аппарата

Принимаем эллиптическое днище с высотой Н=0,25∙D, для которого расчетный параметр R=D=600 мм. Конструкция эллиптического днища представлена на рис. 3.2.