2015-05-26
518
Уравнение для расчёта гидравлического сопротивления трубного пространства кожухотрубчатого теплообменника:
LZ ωтр.² ρ ρ ωтрю² ρ ωшт.²
∆Рп.тр. = λ ──── · ──── + [2.5(Z – 1) +2Z] · ──── + 3─────+ ρgh (22)
dэ 2 2 2
где λ – коэффициент трения
L – длина труб, м,
Z – число ходов
dэ – диаметр эквивалентный, м,
ωтр – скорость теплоносителя, м/с,
ρ – плотность вещества, кг/м³,
h – высота подъёма, м,
g = 9,8 м/с² - ускорение свободного падения
Коэффициент трения рассчитываем по формуле:
10 560
─── < Re < ──── зона смешенного трения (23)
е e
е = ∆/ dэ = 0,06/16 = 0,00375
∆ = 0,06 мм [2]
dэ = 16 мм (таблица 1,2)
2666,66 < 3819,382 < 149333,33
λ = 0,11(е + 68 / 3819,382)0,25 = 0,04214
Рассчитываем по формуле
М
ωшт = ──── (24)
ρ S
d = 150 мм [2]
πd² 3.14*(0.15)²
S = ──── = ──────= 0.01766
4 4
ρ31вода = 997,6 кг/м³
5,7
ωшт = ─────────── = 0,01836 м/с
997,6 * 0,01766
По формуле (3,2) найдём:
|
|
|
2 · 4 (0,2010)² · 997,6
∆Рп.тр. = 0,04214 · ─── · ────────── + [2,5(4-1) + 2 · 4]
0,016 2
(0,2010)² · 997,6 997,6 · (0,01836)²
* -──────────+ 3 ───────────+ 997,6 · 9,8 · 2 ·3 = 59396,3424 Па
2 2
∆Р 59396.3424
Нп = ─── = ───────── = 6.06 [ м ст. жидкости]
ρg 997.6 * 9.81
По формуле (21) найдём:
ŋн. =0,40 [2]
ŋпер. = 1 [2]
ŋдв. = 1 [2]
0,001809 · 59396,3424
N = ────────────── = 0,268619 кВт
1000 · 0,40 · 1 · 1
Подбираем центробежный насос.
| Расчётные | Стандартные | |
| Q м³ /с | 1,8*10-3 | 2,4*10-3 |
| Нп м ст. жидкости | 6,06 | 11,3 |
| Nн кВт | 2,6 | |
| Марка Х8/18 Электродвигатель тип А02-31-2 |
КОНСТРУКТИВНО-МЕХАНИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ
В задачу конструктивно-механического расчёта входит определение необходимых геометрических размеров отдельных деталей и узлов, которые определяют конструкцию теплообменного аппарата, его механическую прочность и геометрические размеры.
РАСЧЁТ И ПОДБОР ШТУЦЕРОВ
Диаметр условного прохода (внутренний диаметр) штуцеров для подвода и отвода теплоносителей рассчитывается на основе уравнения массового расхода:
πd²вн.шт.
G = ρ ωшт. ───── (25)
откуда
___________
dвн.шт. = √ 4G / π ρ ωшт.
.
ωшт. – скорость течения теплоносителя в штуцере м/с,
1. Для насыщенного пара.
Мсм. = Мб. · Хб. + Мт· (1 – Хт.) (27)
Мсм. = 78 · 0,92 + 93 · 0,08 = 79,2
Мсм. 273 Р
ρпара = ──── · ──── (28)
22,4 Т Р0
79,2 273 · 1,2
ρпара = ──── · ──────────── = 3,0723
22,4 (88 + 273) · 1,034
Предельно допустимая скорость насыщенного пара - (15-25 м/с) – 20 м/с
|
|
|
По уравнению (26) найдём:
__________________________
dвн.шт. = √ 4·6500/3,14 · 20·3,0723·3600 =93,4 мм
2. Для конденсата.
Предельно допустимая скорость конденсата – (0,1 – 0,5) – 0,1 м/с
По уравнению (4,2) найдём:
___________________________
dвн..шт. = √ 4·6500/3,14·3600 · 0,1 · 796,812 = 169 мм
3. Для холодного теплоносителя.
dвн..шт = 150 [мм]
| Ду, мм | Дт, мм | До 0,6 МПа | |
| Sт, мм | Нт, мм | ||
| 150 х 2 | 155;215 | ||
| 200 х 2 | 160;250 |
Рабочее давление 0,12МПа.
Конструкцию фланцевого соединения принимают в зависимости от рабочих параметров аппарата: плоские приварные фланцы при Р≤2.5МПа, t≤300°C. Во фланцевых соединениях при Р≤4.0МПа,t≤300°C применяют болты.
