Тепловой и конструкционный расчёт кожухотрубного теплообменника типа труба в трубе

Описание эксперимент установки.doc

Описание экспериментальной установки.
Установка состоит из двух теплообменников А1 А2
парогенератора газодувки Н1 электромагнитных клапанов К1-К4 и
контрольно-измерительных приборов с соответствующими датчиками для замера и
регулирования параметров.
Теплообменник А1 типа "Труба в трубе" предназначен для
теплообмена между системами пар-жидкость. Внутренняя труба медная - диаметр
d=6x1 мм наружная из нержавеющей стали - диаметр d=34x2 мм. Длина
внутренней трубы по которой рассчитывается поверхность теплообмена
L1=1220 мм площадь теплообмена F1=0023 м2.
Теплообменник А2 трубчатого типа одноходовой предназначен для
теплообмена между системами жидкость-газ. Трубный пучок его состоит из n=37
нержавеющих труб диаметром d=15x05 мм. Наружная оболочка из нержавеющей
трубы диаметром d=154x2 мм. Длина трубок теплообменника L2=1550 мм площадь
теплообмена F2=25м2.
Установка снабжена локальным электрическим парогенератором A3
объемом V=12 л и мощностью Nэл=12 кВт. Потребляемая мощность
парогенератором из электрической сети определяется с помощью электронного
счётчика энергии типа «Меркурий 231» (СЭ) с импульсным выходом и счётчика
Для обеспечения безопасной работы парогенератор снабжен
блокировками по уровню воды и максимальному рабочему давлению (до 03 МПа)
а также механическим предохранительным клапаном.
Электрическая схема управления парогенератором бесконтактная
симисторная поддерживание заданных параметров пара (температура-давление)
обеспечивается ПИД-регулированием с помощью микропроцессорного прибора «ТРМ-
Подача воды на установку осуществляется от водопроводной сети
воздуха - от внутренней газодувки Н1 типа G-200 (вентилятор высокого
Расход холодной воды из водопроводной сети измеряется двумя
приборами: ультразвуковым счетчиком ULTRAFLOV KAMSTRUP (CB) c импульсным
выходом (300 имп.литр) и ротаметром Р1. Счетчик СВ совместно со счетчиком
импульсов СИ8 (РВ) обеспечивает цифровой замер расхода воды а ротаметр Р1
- аналоговый и он позволяет визуально контролировать текущий расход воды и
при необходимости корректировать его вентилем ВР1.
Холодная вода поступает на вход теплообменника А1 во внутреннюю
трубу где она обменивается теплом с насыщенным водяным паром поступающим
из парогенератора АЗ в кольцевое пространство между внутренней и наружной
трубами теплообменника А1. Конденсат пара стекает обратно по отводящей
линии в парогенератор АЗ. Теплообменник А1 снабжен продувочным краном КЗ2
для удаления из него воздуха при пуске установки.
Нагретая вода из теплообменника А1 поступает в трубное
пространство теплообменника А2 где она нагревает поток воздуха
подаваемого в межтрубное пространство теплообменника А2 вентилятором Н1.
Поток воздуха с помощью электромагнитных клапанов К1-4 может
переключаться в прямоточном или противоточном направлении движения
относительно потока воды. Расход воздуха определяется по перепаду давления
на диафрагме ДР типа ДКС-50 датчиком давления ДД типа "Зонд 10ДД-1655" и
вторичного прибора ТРМ 200. Регулирование расхода воздуха осуществляется
изменением числа оборотов двигателя вентилятора Н1 с помощью частотного
преобразователя (ЧП).
Для замера входных и выходных температур Т1-Т14 теплоносителей в
теплообменниках используются термометры сопротивления типа ТС-50М которые
устанавливаются в медных гильзах расположенных в подводящих и отводящих
патрубках и пять вторичных приборов ТРМ 200. Все измерительные и
регулирующие приборы имеют интерфейс RS 485 для связи с ПК и передачи
результатов эксперимента по локальной вычислительной сети. Верхний средний
и нижний уровень воды в парогенераторе контролируется прибором САУ-7Е.
Органы управления включением установки пуска парогенератора
переключения прямоточного или противоточного движения потоков
теплоносителей ступенчатого изменения оборотов ротора газодувки КИП и
средства электроавтоматики размещаются в щите управления и силовом щите.
Наружная поверхность подводящих линий пара и конденсата
наружная поверхность теплообменников А1 А2 теплоизолирована с помощью
современных теплоизоляционных материалов (без применения асбеста) что
существенно снижает энергетические потери.

Project.dwg

Рисунок 17. Болт 2 повышенной точности.
*Размеры для справокn2. Неуказанные предельные отклонения размеров ± IT .n3. Материал: сталь 45 ГОСТ 1050
Водо-водяной теплообменник
РГР 44.140101.65.Д08.002
Вход греющегоn теплоносителя
Выход греющегоn теплоносителя
Выход нагреваемогоn теплоносителя
Вход нагреваемогоn теплоносителя
Сварка ручная дуговая стальных трубопроводов по ГОСТ 16037-80n2. Электроды типа Э 50 А марки УОНИ 1355 ГОСТ 9467-75n3. Материал труб и фланцев - сталь 20 ГОСТ 1050-88.n4. Количество секций - 9 шт.
МГТУ им. Бауманаnкафедра "Теплофизика"nгруппа Э6-81
A1A2 - теплообменникиnА3 - парогенераторnH1 - газодувкаnСЭ - счётчик энергииnСВ - ультразвуковой счётчик nР1 - ротаметрnВР1 - регулировочный вентильnK32 - продувочный кранnK1K2K3K4 -электромагнитные клапаныnДР - диафрагмаnДД - датчик давленияnТ1Т2Т3Т4 - термометры сопротивленияnДУ - датчик уровняnK31 - предохранительный клапанnnБлок управления и измерения:nСАУ-7Е - прибор контролирующий уровень воды в парогенератореnТРМ 200 -преобразующий приборnRS 485 - интерфейс канала nСИ8-РЭ(РВ)-счётчик импульсовnn
- противоточный режим
nСхема экспериментальной установки
Курсовой проект по дисциплинеn "Теплообменные аппараты
Планка с конусными отверстиями для развальцовки
Шероховатость обрабатываемых под сварку поверхностей не более 80 мкм.nКонструктивные элементы подготовленных кромок сварных соединений по ГОСТ 16037-80-С54
Теплообменник труба в трубе "пар-жидкость
Кожухотрубный теплообменник "вода-воздух
Кольцо 006-009-19-II
Труба 34х2 -12Х18H10T
Труба ДКРНТ 6х1 БТ М1р
Примечания:nПровести герметизацию резьбовых соединений нанести на внешнюю резьбу ленту ФУМ.
Примечания:nВсе неуказанные сварные соединения выполнить по ГОСТ n5264-80.

Список использованных источников.docx

В данном проектном расчете были проведены следующие виды работ:
- представлено обоснование выбора типа ТА;
- разработана и изложена методика расчета ТА;
- по имеющейся методике проведен расчет с целью выбора наиболее оптимальных режимов течения ТН и габаритов проектируемого ТА;
- выбраны материалы каждой конструкции в отдельности.
Список использованных источников.
Михеев М.А. Михеева И.М. Основы теплопередачи. Изд. 2-естереотип. М. «Энергия» 1977. 344 с.
Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3-х т.: Т. 1.2.3 – 8-е изд. перераб. и доп. Под ред. И.Н. Жестковой. – М.: Машиностроение 2001. -912 с
Идельчик Е.И. Справочник по гидравлическим сопротивлениям Под ред. М.О. Штейнберга. – 3-е изд. пераб. и доп. – М.: Машиностроение 1992. – 672 с.
Бажан П.И. Справочник по теплообменным аппаратам Бажан П.И. Каневец Г.Е. Селиверстов В.М.- М.: Машиностроение 1989. 369 с.
Грязнов Н.Д. Теплообменные устройства газотурбинных и комбинированных установок [Книга] ред. Леотьев А.Н..- М.: Машиностроение 1985.- стр. 360.
Варгафтик Н. Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей [Книга].- М.: Наука 1972.- стр. 721.
Фраас А. Оцисик М. Расчет и конструирование теплообменников. [Книга]. – М. : Атомиздат 1971. – стр. 361.

Оглавление.docx

Описание экспериментальной установки 3
Тепловой расчёт теплообменника типа «труба в трубе» А1 5
Тепловой расчёт кожухотрубного теплообменника А2 .. 12
Конструкционный расчёт 24
Конструкционный расчёт кожухотрубного теплообменника А2 24
Гидравлический расчёт 25
Гидравлический расчёт теплообменника типа «труба в трубе» А1 25
Гидравлический расчёт кожухотрубного теплообменника А2 28
Расчёт на прочность сварного соединения трубной доски и кожуха А2 31
Список использованных источников 32