Конструктивный расчет. Задачей конструктивного расчета теплообменных аппаратов является определение основных размеров аппаратов и выбор их общей компоновки. Исходными данными для конструктивного расчета являются результаты теплового расчета: расходы теплоносителей, скорости их движения, начальные и конечные температуры, поверхность теплообмена.
Для трубчатых аппаратов конструктивный расчет сводится к определению числа или длины труб, размещению их в трубной решетке (с учетом числа ходов) и нахождению диаметра и высоты аппарата. Расчету подлежат также диаметры патрубков штуцеров теплообменника.
Общее число труб теплообменника при их
среднем диаметре
и принятой длине
определяют по поверхности теплообмена
. (23.27)
При заданном расходе жидкости и
принятой скорости ее движения
по трубам с внутренним
диаметром
число труб одного хода
. (23.28)
Число ходов в трубном пространстве теплообменника
. (23.29)
В многоходовых аппаратах рекомендуется выбирать четное число ходов, тогда отвод и подвод теплоносителя к теплообменнику осуществляется у одной крышки.
Внутренний диаметр кожуха теплообменника определяется
числом трубок, размещаемых в трубной решетке. Отверстия для труб в трубных решетках
размещают равномерно по всему сечению. Такое размещение сравнительно легко
осуществляется в одноходовом теплообменнике. В многоходовых теплообменниках,
имеющих перегородки, размещение труб производят обычно графическим путем. По
геометрической конфигурации различают размещение трубок по вершинам правильных
многоугольников и по концентрическим окружностям.
При размещении труб шаг принимают в зависимости
от их наружного диаметра
, при закреплении труб
развальцовкой
, а при закреплении их сваркой
. Общее число труб
,
которое можно разместить на трубной доске по вершинам равносторонних
треугольников в пределах вписанного в круг шестиугольника,
, (23.30)
где –
число труб, размещающихся на диаметре трубной решетки:
(23.31)
( –
расчетная поверхность теплопередачи;
– шаг труб;
– поверхность 1 м трубы
принятого диаметра; b – отношение
высоты
или длины
рабочей
части теплообменника к его диаметру
).
Диаметр трубной решетки или внутренний диаметр кожуха теплообменника
. (23.32)
Рабочая длина одной трубы
, или
. (23.33)
Полная высота теплообменника
, (23.34)
где – толщина трубной решетки (для стальных труб
мм, для медных труб
мм);
–
высота камеры (крышки),
м.
Змеевики располагают в аппаратах таким образом, чтобы они по всей высоте находились в жидкости и со всех сторон не доходили до стенок аппарата на 0,25 – 0,4 м.
При известном внутреннем диаметре аппарата диаметр
витка змеевика
составит
. (23.35)
Общая длина труб змеевика
. (23.36)
Длина одного витка змеевика
. (23.37)
Число витков змеевика определяют из
зависимости
, (23.38)
где –
расстояние между витками по вертикали,
.
Для пластинчатых теплообменников при конструктивном расчете определяют: размеры пластин и число каналов в одном пакете, число пластин в каждом пакете и число пакетов в аппарате, общее число пластин и основные размеры аппарата.
Число параллельных каналов в пакете для каждой среды
, (23.39)
где –
площадь поперечного сечения пакета,
(
– объемный расход теплоносителя,
– его скорость);
– площадь сечения одного
межпластинчатого канала.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.