Содержание
Таким образом, произведен проектный тепловой расчет кожухотрубчатого теплообменного аппарата. Теплообменник двухходовой с линзовым компенсатором на кожухе. Определенная поверхность теплообмена F=338 м2, длина 6.0 м с наружным диаметром труб 0,025 м и наружным диаметром кожуха 1,0 м. Конечные температуры горячего и холодного теплоносителя соответственно равны 135℃ и 80 ℃. Относительная погрешность между теоретической и действительной конечными температурами теплоносителей равны 5,93% для горячего и 5,0% для холодного. Относительная погрешность при расчете тепловой мощности теплообменного аппарата Q составила 6,04%. Ссылаясь на методические указания по курсовому проектированию, можно считать выбор кожухотрубчатого теплообменного аппарата приемлемым, так как относительные погрешности конечных температур и тепловой мощности не превышают 5-8%.
Также был произведен расчет материального и теплового балансов. В материальном балансе приход и расход равны 444480 кг/ч, а в тепловом балансе приход и расход равны 6289733,6 ккал/ч, потери при теплопередаче равны 5589692,0 ккал/кг.
Выдержка из текста
Введение
Классификация теплообменных аппаратов
Теплообменный аппарат (ТА) – устройство, в котором осуществляется теплообмен между двумя или несколькими теплоносителями либо между теплоносителем и поверхностью твёрдого тела. Процесс передачи теплоты от одного теплоносителя к другому — один из наиболее важных и часто используемых в технике процессов, например, получение пара. Широкое использование теплообменного оборудования в нефтяной и газовой промышленности обязывает специалистов уметь их рассчитывать, обобщать опыт их эксплуатации, анализировать рабочий процесс и намечать пути повышения эффективности их работы.
При выборе стандартного ТА необходимо провести конструктивный и проверочный тепловые расчёты, а также гидравлический расчёт теплообменника. Целью конструктивного теплового расчёта является определение типа ТА и его конструкции. В результате проверочного теплового расчёта выясняется возможность использования стандартного теплообменника при заданных температурных режимах теплоносителей. Гидравлический расчёт ТА необходим для определения мощностей энергопривода насосов и компрессоров для перекачки теплоносителей через аппарат.
Типы ТА:
1.Рекуперативный (от лат. recuperator — получающий обратно, возвращающий), теплообменник, в котором теплообмен между теплоносителями осуществляется непрерывно через разделяющую их стенку.
2. Регенеративный (от лат. regenero — вновь произвожу), 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 следущие типы кожухотрубных ТА:
1. С неподвижными трубными решётками.
2. С неподвижными трубными решётками и с линзовым компенсатором на кожухе.
3. С плавающей головкой.
4. С U – образными трубами.
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 компенсатором на кожухе используются при температурах от -70 ˚С до +350 ˚С, давление в межтрубном пространстве может достигать 4 МПа. Теплообменные аппараты с температурным компенсатором имеют неподвижные трубные решетки и снабжены специальными гибкими элементами – линзами, для компенсации различия в удлинении кожуха и труб, возникающего вследствие различия их температур.
Цель работы: целью данной работы является выбор стандартного теплообменного аппарата, обеспечивающего при заданных массовых расходах (G1, G2) температурные режимы теплоносителей (t1, t1, t2, t2).
При выборе стандартного теплообменного аппарата необходимо провести конструктивный и проверочный тепловые расчеты, а также гидравлический расчет теплообменника.
Целью конструктивного теплового расчета является определение типа теплообменного аппарата и его конструкции.
При проверочном тепловом расчете определяется мощность выбранного стандартного теплообменного аппарата Qст и действительные конечные температуры теплоносителей (t1д, t2д). В результате этого расчета выясняется возможность использования стандартного теплообменника при заданных температурных режимах теплоносителей.
Гидравлический расчет теплообменного аппарата необходим для определения падения давления теплоносителей (p1, p2) в ТА и мощностей энергопривода насосов и компрессоров (Ne1, Ne2), необходимых для перекачки теплоносителей через аппарат.
Список использованной литературы
1.Калинин А. Ф. Расчёт и выбор конструкции кожухотрубного теплообменного аппарата. – М., РГУНГ им. И.М. Губкина, 2002;
2.Основное оборудование технологических установок НПЗ: учебное пособие / И.Р. Кузеев [и др.]. – Уфа: Изд-во УГНТУ, 2013. – 129 с.;
3.Поршаков Б. П. Романов Б.А. Основы термодинамики и теплотехники. – М., Недра, 1988;
4.Процессы и аппараты нефтегазопереработки и нефтехимии: учебник для вузов / А.И. Скобло [и др.]. – 4-ое изд-е перераб. И доп. – Москва, ИЦ РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2012. – 725 с.;
5.Романов Б.А. Тепловой и гидравлический расчет теплообменных аппаратов. – М.: МИИНГ, 1972;
6.Трошин А.К., Купцов С.М., Калинин А.Ф. Термодинамические и теплофизические свойства рабочих тел теплоэнергетических установок. Справочное пособие. – М.: МПА-Пресс, 2006. – 78 с. с ил.;
7.Трошин А.К. Последовательность теплового и гидравлического расчетов теплообменных аппаратов. – М.: МИИНГ, 1972;
8.Трошин А.К. Теплоносители тепло- и массообменных аппаратов и их теплофизические свойства. – М., МИНХиГП, 1984.