Теплообменник «труба в трубе»

1. Чертеж общего вида теплообменника «труба в трубе»:

Среда. Трубное пространство (бензол): токсична, взрывоопасна, агрессивна, температура – 80,2°С (на входе). Межтрубное пространство (вода): нетоксична, невзрывоопасна, неагрессивна, температура – 45°С (на выходе).

Рабочее давление: трубное – 0,2 МПа, межтрубное – 0,6 МПа.

Емкость аппарата: трубное – 0,009 м³, межтрубное – 0,02 м³.

 Поверхность теплообмена – 1,4 м².

Технические требования:

• Аппарат подлежит действию правил Госгортехнадзора РФ.
• При изготовлении, испытании и поставке аппарата должны выполняться требования:

ГОСТ 12.2003-74 "Оборудование производственное. Общие требования безопасности";

ГОСТ 26-291-79 "Сосуды и аппараты стальные сварные. Технические требования."

• Материал деталей аппарата, соприкасающихся с бензолом - сталь Х18Н9Т ГОСТ 5632-72, остальных - Ст. 3 ГОСТ 380-71. Материал прокладок - паронит ПОН-1 ГОСТ 481-71.
• Аппарат испытывать на прочность и плотность гидравлически под давлением: межтрубное пространство - 0,9 МПа, трубное пространство - 0,3 МПа.
• Сварные соединения должны соответствовать требованиям ОН-26-01-71-68 "Сварка в химическом машиностроении"
• Сварные швы в объеме 100% контролироватьрентгенопросвечиванием.
• Чертеж разработан на основании ГОСТ 9930-78.

Дополнительные материалы: Пояснительная записка на 28 стр.

В пояснительной записке было выполнено описание и проведен анализ теплообменных процессов на примере нагревания. Рассмотрены основные виды нагревания, а именно:

• нагревание водой
• нагревание водяным насыщенным паром
• нагревание топочными газами, образующимися при сжигании твердого, жидкого или газообразного топлива в специальных печах
• нагревание электрическим током
• термодинамический нагрев

Дана общая характеристика процесса. К основным показателям процесса относятся такие величины, как интенсивность и коэффициент теплопередачи.

Интенсивность теплопередачи (тепловой поток) пропорциональна разности температур нагреваемого и греющего веществ. Помимо этого, она зависит от термического сопротивления пленок рабочих тел, которые находятся в контакте с поверхностью теплообмена, и термического сопротивления стенки. Вследствие образования твердых отложений на поверхностях теплообменника (накипи) термическое сопротивление возрастает. Если термические сопротивления берутся в расчете на единицу площади поверхности теплообмена, то полная интенсивность теплопередачи пропорциональна также площади теплообмена в теплообменнике.

Коэффициент теплопроводности – это величина, которая характеризует интенсивность передачи тепла через ограждающую конструкцию; определяется отношением плотности теплового потока, проходящего через поверхность, к разности температур воздушных сред, прилегающих к конструкции.

Рассмотрены основные виды теплообменных аппаратов. Приведены их схемы, основные характеристики и принцип действия. Проведен сравнительный анализ оборудования.

Дана основная характеристика теплообменника труба в трубе.При небольших тепловых нагрузках, когда требуемая поверхность теплообмена не превышает 20-30 м³, целесообразно применение теплообменников типа «труба в трубе». В настоящее время, согласно ГОСТ 9930-78, изготовляют теплообменники «труба в трубе» следующих типов:

1. Неразборные однопоточные малогабаритные;
2. Разборные однопоточные и двухпоточные малогабаритные;
3. Разборные однопоточные;
4. Неразборные однопоточные;
5. Разборные многопоточные.

Построена машинно-аппаратная схема линии производства белых виноматериалов.

Приведены исходные данные для расчёта теплообмена типа труба в трубе:

• Длина трубной секции, l – 1,6 м
• Диаметр внутренней трубы, d2/d1 – 25/22 мм
• Толщина стенки внутренней трубы, δ – 0,0015 м
• Внутренний диаметр внешней трубы, D – 36 мм
• Расход греющей воды, G1 – 2100 кг/ч
• Температура греющей воды на входе, t/ж – 90°С₁
• Расход нагреваемой воды, G2 – 3000 кг/ч
• Температура нагреваемой воды на входе , t/ж – 15°С₂
• Температура нагреваемой воды на выходе, t/ж – 45°С₂
• Коэффициент теплопроводности стальных труб, λс – 45
• Теплоемкость воды , cp₂Дж/ - 4190 кг/К
• Термическое сопротивление отложений, ∆Rот – 0,0002 м²*К/Вт

Полученные результаты расчета приведены ниже.

В данной работе были рассмотрены теплообменные процессы на примере нагревания. Приведены основные виды теплообменных аппаратов, изучен принцип их действия, схемы, конструкция, недостатки и преимущества, а также описан и рассчитан теплообменник типа «труба в трубе.

Спецификация – 1 лист

Дополнительные материалы: Пояснительная записка на 28 стр.

В программе: АvtoCAD