2015-06-28
2117
1. Расчет диаметров штуцеров проводим по уравнению расхода
d = [G/(0,785·w·ρ)]0,5
где G – массовый расход теплоносителя кг/с; w – принимаемая скорость потока, (скорость жидкости, движущейся самотеком принимается равной 0,5 м/с; жидкости под давлением – 3-5 м/с; скорость пара, подаваемого под давлением принимается 30- 40 м/с;)
ρ – плотность теплоносителя, кг/м3.
Полученный диаметр округляем до ближайшего стандартного значения в сторону увеличения.
2. Выбор фланцев
Для крепления крышек и днищ к обечайке корпуса к ним привариваются фланцы. Конструкции стандартных стальных плоских приварных фланцев, а также их размеры приведены в ОСТ 26-426-79 [7, 8].
Приделы применения фланцев для аппаратов в зависимости от расчетной температуры и давления, и материалы для их изготовления приведены в ОСТ 26-425-79 [7, 8]..
Для уплотнения во фланцевых соединениях применяют прокладки:
1. неметаллические, асбометаллические и комбинированные на соединительном выступе фланцев;
2. неметаллические и асбометаллические в уплотнении выступ-впадина;
|
|
|
3. неметаллические и асбометаллические в уплотнении шип-паз для сред с высокой проникающей способностью (водород, гелий, легкие нефтепродукты, сжиженные газы);
4. металлические плоские в уплотнении шип-паз;
5. металлические овального и восьмиугольного сечений.
Рекомендуемая конструкция фланцев: плоские стальные приварные (рис. 5). Размеры фланцев выбираем по справочнику [7] по внутреннему диаметру обечайки аппарата или по условному проходу штуцера. Основные размеры фланцев приведены в Приложении 6.
3. Выбор опор для крепления аппарата
Опоры (лапы) для крепления теплообменников выбираются по справочнику [7, 8], исходя из массы теплообменника, включая его полную загрузку теплоносителями.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Кудрявцев В.А. Процессы и аппараты пищевых производств [Текст]:
учеб.пособие: в 3 ч./В.А. Кудрявцев; Курск.гос.техн.ун-т. Курск,2006. 780 с.
2. Проектирование, монтаж и эксплуатация тепломассообменных установок [Текст]/А.М. Бакластов [и др.] М.:Энергоатомиздат, 1981. 336 с.
3. Промышленные тепломассобменные процессы и установки [Текст]/А.М. Бакластов [и др.] М.:Энергоатомиздат, 1986. 328 с.
4. Павлов, К.Ф. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии [Текст]/К.Ф.Павлов, Н.Г. Романков, А.А. Носков. Л.: Химия, 1981. 624 с.
5. Гельперин Н.И. Основные процессы и аппараты химической технологии [Текст]: в 2 кн./ Н.И. Гельперин. М.:Химия, 1981. 812 с.
6. Варгафтик, Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей [Текст]/ Н.Б. Варгафтик. Л.:Наука, 1972. 720 с.
7. Основные процессы и аппараты химической технологии [Текст]: Пособие по проектированию/ Г.С. Борисов, В.П. Брыков, Ю.И. Дытнерский [и др.] под ред Ю.И. Дытнерского. 2-е изд., перераб. И доп. М.: Химия, 1991. 496 с.
|
|
|
8. Лащинский, А.А. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры [Текст]: справочник/ А.А. Лащинский, А.Р. Толчинский. М.; Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы 1963. 468 с.
Приложение 1.
Таблица 1. Параметры кожухотрубчатых теплообменников и холодильников (по ГОСТ15118-79, ГОСТ 1512-79, ГОСТ 15122-79)
| D кожуха в мм | d труб в мм | Число ходов* | Общее число труб шт | Поверхность теплообмена (в м2)** при длине труб, м. | Площадь сечения потока 102м2 | Площадь сечения одного хода по трубам, 102м. | |||||||
| 1,0 | 1,5 | 2,0 | 3,0 | 4,0 | 6,0 | 9,0 | В вырезе перегородок | Между перегородкам | |||||
| 20×2 25×2 | 1,0 1,0 | 2,0 1,5 | 2,5 2,0 | 3,5 3,0 | - - | - - | - - | 0,3 0,4 | 0,5 0,8 | 0,4 0,5 | |||
| 20×2 25×2 | 4,0 3,0 | 6,0 4,5 | 7,5 6,0 | 11,5 9,0 | - - | - - | - - | 0,7 0,9 | 1,0 1,1 | 1,2 1,3 | |||
| 20×2 25×2 | - - - - | 9,5 8,5 7,5 6,5 | 12,5 11,0 10,0 9,0 | 19,0 17,0 14,5 13,0 | 25,0 22,5 19,5 17,5 | - - - - | - - - - | 1,1 1,1 1,3 1,3 | 2,0 1,6 2,9 1,5 | 2,0 0,9 2,1 1,0 | |||
| 20×2 25×2 | - - - - | - - - - | 23,0 21,0 17,0 16,0 | 34,0 31,0 26,0 24,0 | 46,0 42,0 35,0 31,0 | 68,0 63,0 52,0 47,0 | - - - - | 1,7 1,7 2,0 2,0 | 2,5 3,0 3,1 2,5 | 3,6 1,7 3,8 1,7 | |||
| 20×2 25×2 | - - - - - - - - | - - - - - - - - | - - - - - - - | 4,1 4,1 4,1 3,7 4,0 4,0 4,0 3,7 | 6,6 4,8 4,8 4,8 5,3 4,5 4,5 4,5 | 7,8 3,7 1,6 0,9 8,9 4,2 1,8 1,1 | |||||||
| 20×2 25×2 | - - - - - - - - | - - - - - - - - | 6,9 6,9 6,9 6,5 7,0 7,0 7,0 6,5 | 9,1 7,0 7,0 7,0 7,9 7,0 7,0 7,0 | 14,4 6,9 3,0 2,0 16,1 7,7 3,0 2,2 | ||||||||
| 20×2 25×2 | - - - - - - - - | - - - - - - - - | - - - - - - - - | 10,1 10,1 10,1 9,6 10,6 10,6 10,6 10,2 | 15,6 14,6 14,6 14,6 14,3 13,0 13,0 13,0 | 23,6 11,4 5,1 3,4 25,9 12,4 5,5 3,6 | |||||||
| 20×2 25×2 | - - - - - - - - | - - - - - - - - | - - - - - - - - | - - - - - - - - | 14,5 14,5 14,5 13,1 16,4 16,4 16,4 14,2 | 18,7 17,6 17,6 17,6 17,9 16,5 16,5 16,5 | 34,2 16,5 7,9 4,9 37,5 17,9 8,4 5,2 |
* Холодильники диаметром 325 мм и более могут быть только с числом ходов 2,4 или 6.
**Рассчитана по наружному диаметру труб
Приложение 2.
Таблица 2. Параметры кожухотрубчатых теплообменников и конденсаторов с плавающей головкой (по ГОСТ 14246-79 и ГОСТ 14247-79)
| D кожуха, мм | d труб* мм | Число ходов** | Площадь сечения одного хода по трубам, м2 | Поверхность теплообмена (м2) при длине труб, м | Площадь самого узкого сечения в межтрубном пространстве*** м2 | ||
| 3,0 | 6,0*** | 9,0*** | |||||
| 20×2 25×2 | 0,007 - 0,007 - | 26 - 20 - | - - - - | 0,012 - 0,012 - | |||
| 20×2 25×2 | 0,012 - 0,014 - | 46 - 38 - | - - - - | 0,020 - 0,019 - | |||
| 20×2 25×2 | 0,020 - 0,023 - | 76 - 62 - | - - - - | 0,031 - 0,030 - | |||
| 20×2 25×2 | 0,030 0,034 0,013 0,014 - 0,008 0,034 9,037 0,015 0,016 - 0,007 | - - - - - - | 117 131 107 117 - 113 96 105 86 94 - 87 | 176 196 160 175 - - 144 157 129 141 - - | 0,048 0,042 0,048 0,042 0,048 0,042 0,043 0,040 0,043 0,040 0,043 0,040 | ||
| 20×2 25×2 | 0,026 0,063 0,025 0,025 - 0,016 0,060 0,069 0,023 0,024 - 0,018 | - - - - - - | 212 243 197 225 - 216 179 181 157 173 - 164 | 318 364 295 337 - - 255 285 235 259 - - | 0,043 0,071 0,078 0,071 0,078 0,071 0,074 0,068 0,074 0,068 0,074 0,068 | ||
| 20×2 25×2 | 0,092 0,106 0,043 0,049 - 0,032 0,103 0,119 0,041 0,051 - 0,034 | - - - - - - | 346 402 330 378 - 368 284 325 267 301 - 290 | 519 603 495 567 - - 426 488 400 451 - - | 0,115 0,105 0,115 0,105 0,115 0,105 0,117 0,112 0,117 0,112 0,117 0,112 | ||
| 20×2 25×2 | 0,135 0,160 0,064 0,076 - 0,046 0,155 0,179 0,072 0,086 - 0,054 | - - - - - - | 514 604 494 576 - 563 423 489 403 460 - 447 | 771 906 741 864 - - 635 733 604 690 - - | 0,138 0,147 0,138 0,147 0,138 0,147 0,126 0,113 0,126 0,113 0,126 0,113 | ||
| 20×2 25×2 | 0,188 0,220 0,084 0,102 - 0,059 0,214 0,247 0,099 0,110 - 0,074 | - - - - - - | 715 831 693 798 - 782 584 675 561 642 - 626 | 1072 1246 1040 1197 - - 876 1012 841 963 - - | 0,179 0,198 0,179 0,198 0,179 0,198 0,174 0,153 0,174 0,153 0,174 0,153 |
* Трубы Ø 25×2 мм должны быть изготовлены из высоколегированных сталей, допускаются трубы из углеродистой стали но Ø 25×2,5 мм.
|
|
|
** Шесть ходов по трубам может быть только у конденсаторов
*** Данные в правых столбцах относятся к расположению труб в трубных решетках по вершинам равносторонних треугольников, остальные – по вершинам квадратов (по ГОСТ 13202-77)
Приложение 3
Таблица 3. Параметры кожухотрубчатых теплообменников с U-образными трубками (по ГОСТ 14245-79)
| D кожуха, мм | Площадь сечения одного хода по трубам* | Поверхность теплообмена (м2) при длине труб, м | Площадь самого узкого сечения в межтрубном пространстве, м. | ||
| 3,0 | 6,0** | 9,0** | |||
| 0,007 - | 27 - | - - | 0,011 - | ||
| 0,013 - | 51 - | - - | 0,020 - | ||
| 0,022 - | 85 - | - - | 0,032 - | ||
| 0,031 0,039 | - | 120 150 | 178 223 | 0,047 0,037 | |
| 0,057 0,067 | - | 224 258 | 331 383 | 0,085 0,073 | |
| 0,097 0,112 | - | 383 437 | 565 647 | 0,120 0,108 | |
| 0,142 0,165 | - | 564 651 | 831 961 | 0,135 0,151 | |
| 0,197 0,234 | - | 790 930 | 1160 1369 | 0,161 0,187 |
* Рассчитана по наружному диаметру труб.
** Данные в правых столбцах относятся к расположению труб в трубной решетке по вершинам равносторонних треугольников, остальные – по вершинам квадратов (по ГОСТ 13203-77).
Приложение 4
Ориентировочные значения коэффициента теплопередачи К
| Вид теплообмена | К, Вт/(м2·К) | |
| Для вынужденного движения | Для свободного движения | |
| От газа к газу | 10-40 | 4-12 |
| От газа к жидкости | 10-60 | 6-20 |
| От конденсирующегося пара к газу | 10-60 | 6-12 |
| От жидкости к жидкости: - для воды - для углеводородов и масел | 800-1700 120-270 | 140-430 30-60 |
| От конденсирующегося водяного пара: - к воде - к кипящей жидкости - к органическим жидкостям | 800-3500 800-3500 120-340 | 300-1200 300-2500 60-170 |
| От конденсирующегося пара органических жидкостей к воде | 300-800 | 230-460 |
Приложение 5
Тепловая проводимость загрязнений стенок 1/rз
| Теплоносители | 1/rз, Вт/(м2·К) |
| Вода: - загрязненная - среднего качества - хорошего качества - дистиллированная | 1400-1860 1860-2900 2900-5800 |
| Воздух | |
| Нефтепродукты, масла, пары хладагентов | |
| Нефтепродукты сырые | |
| Органические жидкости, рассолы, жидкие хладагенты | |
| Водяной пар, содержащий масла | |
| Пары органических жидкостей |
Приложение 6
|
|
|
Таблица размеров штуцеров
| Dу | Dн | D | Dб | D1 | dв | z | h |
| М12 | |||||||
| М12 | |||||||
| М14 | |||||||
| М16 | |||||||
| М16 | |||||||
| М16 | |||||||
| М16 | |||||||
| М16 | |||||||
| М20 | |||||||
| - | М20 |
Приложение 7
Теплофизические свойства воды:
| .01 | .001 | .000000001 | .000001 | .0001 | .01 | |||
| t | Плотность | Теплоемкость | Теплопроводность | Кинем.вязкость | Коэф.терм.расширени | Поверхностное натяжение | Критерий Прандтля | Теплота парообразования |
| С | кг/м3 | кДж/(кг*К) | Вт/(м*К) | м2/с | 1/К | Н/м | кДж/кг | |
| -63 | ||||||||
| 2477.4 | ||||||||
| 2453.8 | ||||||||
| 2431.4 | ||||||||
| 2406.5 | ||||||||
| 2382.5 | ||||||||
| 2358.4 | ||||||||
| 2333.8 | ||||||||
| 2308.9 | ||||||||
| 2283.4 | ||||||||
| 2257.2 | ||||||||
| 2230.5 | ||||||||
| 2202.9 | ||||||||
| 2174.4 | ||||||||
| 2144.9 | ||||||||
| 2114.1 | ||||||||
| 2082.3 | ||||||||
| 2048.9 | ||||||||
Теплофизические свойства газа
| .01 | .0001 | 1E-08 | 1E-08 | .01 | ||
| t | Плотность | Теплоемкость | Теплопроводность | Кин.вязкость | Давл.нас.вод. паров | Критерий Прандтля |
| С | кг/м3 | кДж/(кг*К) | Вт/(м*К) | м2/с | бар | |
| 1.295 | 104.2 | |||||
| 0.950 | 106.8 | |||||
| 0.748 | 109.7 | |||||
| 0.617 | 112.2 | |||||
| 0.525 | 115.1 | |||||
| 0.457 | 118.5 | |||||
| 0.405 | 121.4 | |||||
| 0.363 | 123.9 | |||||
| 0.330 | 126.4 | |||||
| 0.301 | 129.0 | |||||
| 0.275 | 130.6 | |||||
| 0.257 | 132.3 | |||||
| 0.240 | 134.0 |
Теплофизические свойства воздуха:
| .01 | .001 | 1E-08 | .001 | |||
| t | Плотность | Теплоемкость | Теплопроводность | Кин.вязкость | Давл.нас.вод. паров | Критерий Прандтля |
| С | кг/м3 | кДж/(кг*К) | Вт/(м*К) | м2/с | бар | |
| -10 | 1.342 | 100.9 | 23.61 | 0.00259 | ||
| 1.293 | 100.5 | 24.42 | 0.006108 | |||
| 1.247 | 100.5 | 25.12 | 0.012271 | |||
| 1.205 | 100.5 | 25.93 | 0.023368 | |||
| 1.165 | 100.5 | 26.75 | 0.042417 | |||
| 1.128 | 100.5 | 27.56 | 0.073749 | |||
| 1.093 | 100.5 | 28.26 | 0.12335 | |||
| 1.060 | 100.5 | 28.96 | 0.19919 | |||
| 1.029 | 100.9 | 29.66 | 0.31161 | |||
| 1.000 | 100.9 | 30.47 | 0.47359 | |||
| 0.972 | 100.9 | 31.28 | 0.70108 | |||
| 0.946 | 100.9 | 32.10 | 1.01325 | |||
| 0.898 | 100.9 | 33.38 | 1.9854 | |||
| 0.854 | 101.3 | 34.89 | 3.6136 | |||
| 0.815 | 101.7 | 36.40 | 6.1804 | |||
| 0.779 | 102.1 | 37.80 | 10.027 | |||
| 0.746 | 102.6 | 39.31 | 15.551 | |||
| 0.674 | 103.8 | 42.68 | 39.776 | |||
| 0.615 | 104.7 | 46.06 | 85.917 |
Приложение 8
При выполнении чертежей общего вида аппаратов следует учитывать изменения и дополнения к ГОСТ 2.305-68 «Изображения – виды, разрезы, сечения» от 23.08.89 №2615, приведенные ниже.
При обозначении видов, разрезов, сечений и выносных элементов не следует применять линию, подчеркивающую эти обозначения.
В случае использовании я выносного элемента соответствующее место, отмеченное на виде, разрезе или сечении замкнутой сплошной тонкой линией, окружностью, овалом и т.д. обозначают на полке линии-выноски прописной буквой или сочетанием прописной буквы с арабской цифрой.
Обозначение видов, разрезов, сечений и выносных элементов осуществляют последовательно в строчку: сначала дают буквенное обозначение, затем – масштаб в круглых скобках (без написания прописной буквы М), если он отличается от масштаба на фронтальной проекции, а далее – по необходимости.
Если виды сверху, слева, справа, снизу, сзади не находятся в непосредственной проекционной связи с главным изображением (видом или разрезом, изображенном на фронтальной плоскости проекций), то направление проектирования должно быть указано стрелкой у соответствующего изображения. Над стрелкой и над полученным изображением (видом) следует нанести одну и ту же прописную букву без использования слова «Вид». Соотношение размеров стрелок, указывающих направление взгляда, должно соответствовать приведенным ниже:
Слово «развернуто» при обозначении сечений заменяют условным обозначением. При повертывании дополнительных видов, разрезов и сечений до положения, соответствующего принятому для данного предмета на главном изображении, в их обозначении вместо слова «повернуто» используют условное графическое обозначение. При необходимости указывают угол поворота, записывая численное значение угла справа от условного графического обозначения. Указанные условные графические обозначения («развернуто», «повернуто» и обозначение угла) должны соответствовать приведенным ниже:
Местные разрезы следует выделять сплошной волнистой линией или сплошной тонкой линией с изломом.
Предметы и элементы, имеющие постоянное или закономерно изменяющееся поперечное сечение, допускается изображать с разрывами. Частичные изображения и изображения с разрывами ограничивают одним из следующих способ, показанных ниже:
а –сплошной тонкой линией с изломом, который может выходить за контур изображения на длину от 2 до 4 мм; эта линия может быть наклонной относительно линии контура; б – сплошной волнистой линией.
