Расчет вертикального кожухотрубчатого теплообменника для теплообмена между двумя растворами

определения типа опор определим отношение его высоты к диаметру:

Высота аппарата: 

где  Н_о – высота обечайки, м;

Н_р – высота распределительной камеры, м;

Н_к – высота крышки, м;

Н_д – высота днища, м;

При таком соотношении рекомендуется применять опоры стойки – тип III.

Для выбора опор необходимо рассчитать нагрузку на одну опору.

Масса теплоносителя аппарата:

где  ρ_т – плотность теплоносителя, кг/м³;

V_о – объем обечайки, м³;

V_р – объем распределительной камеры, м³;

V_к – объем крышки, м³;

V_д – объем днища, м³;

Масса аппарата:

где  G_тр – масса труб, кг;

G_о – масса обечайки, кг;

G_т.р. – масса трубной решетки, кг;

G_д – масса днища, кг;

G_к – масса крышки, кг;

G_р – масса распределительной камеры, кг;

Масса труб:

где  d_н – наружный диаметр трубок, м;

d_в – внутренний диаметр трубок, м;

l_тр – длина трубок, м;

n – количество трубок;

ρ – плотность материала трубок, кг/м³;

Масса обечайки:

где  D_н и D_в – наружный и внутренний диаметр обечайки соответственно, м;

Масса трубной решетки:

где h_т.р. – высота трубной решетки, м;

      n – количество отверстий под трубки диаметром d_н;

Масса крышки и днища:

Масса распределительной камеры:

Тогда масса аппарата:

Тогда нагрузка на одну опору:

где  z – количество опор;

Для такой нагрузки выбираем опору: “Опора ОВ – III – А – 25000  ОН  26 – 01 – 69 – 68”.

8.  Подбор штуцеров

Присоединение трубопроводов к сосудам и аппаратам осуществляется с помощью вводных труб или штуцеров. Штуцера не рассчитываются на прочность, а выбирают в соответствии с ГОСТ 15122 – 79.

Для кожухотрубчатого теплообменника диаметром 1000 мм и числом ходов равным 1 диаметр условного прохода штуцеров:

- для трубного пространства D_у = 300мм;

- для межтрубного пространства D_у = 300мм.  

9.  Общие технические требования

Основные материалы.

Материалы, применяемые в аппарате, должны иметь сертификат. При отсутствии сертификатов материал должен быть подвергнут химическому анализу и механическому испытанию в соответствии с требованиями стандартов.

Теплообменные трубы стальные из цветных металлов и сплавов, а также материалы (листовые стали, поковки, т.д.), предназначенные для изготовления трубных решеток, должны соответствовать техническим требованиям ОСТ 26 – 291 – 79.

Крепежные детали. 

Крепежные детали (болты, гайки, т.д.) подвергаются внешнему осмотру и замеру. Крепежные детали отбраковываются в случае:

- наличие трещин, срывов или коррозионного износа резьбы;

- изгиба болта (более 0,5мм на 100мм длины, наличия остаточных деформаций;

- износа боковых граней головок болтов и гаек;

- коррозионного или эрозионного износа гладкой части тела, превышающего 3% от номинального размера.

При выборе материала для изготовления крепежных деталей необходимо, чтобы твердость болтов была выше твердости гаек. Гайки и болты предпочтительнее изготавливать из сталей разных марок.

Прокладки.

При разборке теплообменника прокладки подвергаются осмотру и дефектации. Прокладки из неметаллических материалов (паронит, резина, т.д.), а также асбометаллические независимо от их состояния заменяются новыми. Для защиты неметаллических прокладок от агрессивных сред допускается обматывать их лентой из защитного материала (металлическая фольга, фторопласт и др.).

10. Сборка трубного пучка

Расстояние между поперечными перегородками должно соответствовать чертежу. Отверстия под трубы в перегородках должны иметь диаметр равный d_н + (1 ÷ 3)мм (где d_н – наружный диаметр труб). Толщина перегородок принимается не менее 6мм.

Трубы перед сборкой пучка должны быть подготовлены и соответствовать следующим требованиям:

1. Наружная поверхность концов труб должна быть зачищена до металлического блеска на длине равной толщине трубной решетки плюс 20мм.

2. Зачистка поверхности не должна выводить наружный диаметр трубы d_н за пределы допустимых значений.

3. Концы труб пред закреплением их в трубных решетках не должны иметь по внутреннему диаметру заусенцев, наплывов, т.д.

4. Крепление труб в трубных решетках следует произвести не позднее чем через 24 часа после зачистки концов.

Собирать пучок трубок в теплообменнике, с жестко закрепленными решетками, следует в следующем порядке: концы трубок вставляют в концевую решетку и заводят в отверстия первой от этой решетки перегородки, приваренной внутри корпуса аппарата. При этом до приварки решетку устанавливают правильно по шести предварительно заведенным в ее отверстия трубкам. Далее в таком же порядке приваривают вторую перегородку внутри корпуса  и концы всех трубок поочередно вставляют в отверстия. Эта операция повторяется для всех перегородок. И, наконец, концы трубок заводят в отверстия второй концевой решетки