курсовой проект Бугаёвой. Курсовой проект по пахт разработать конструкцию и рассчитать конденсатор для охлаждения и конденсации газового потока состава 50 H

• Название: Курсовой проект по пахт разработать конструкцию и рассчитать конденсатор для охлаждения и конденсации газового потока состава 50 H
• Дата: 06.05.2021
• Размер: 1.24 Mb.
• Имя файла: курсовой проект Бугаёвой.docx
• Тип: Курсовой проект; #202308
• страница: 7 из 9

2.4 Механический расчет

Рассчитаем напряжения σ_T в трубах и σ_K в кожухе и сравним их с допустимым напряжением [σ]_доп для материала, из которого изготовлены трубы и кожух. Аппарат пригоден для эксплуатации в данных условиях, если выполняются следующие неравенства: σ_T < [σ]_доп , σ_K < [σ]_доп , а также обеспечивается надёжность крепления труб в трубных решётках, то есть:

(11)

где – усилие, растягивающее (сжимающее) трубки под действием температурных деформаций, Па∙м²;

– усилие, растягивающее трубки под действием давления, Па·м²;

– допускаемое усилие, Па;

n – число труб;

d_нар – наружный диаметр труб, м;

S_реш – толщина трубной решетки, м;

Величина P_ДОП зависит от способа крепления труб, при крепление развальцовкой в гладких отверстиях P_ДОП = 15 МПа.

При выполнении всех трёх неравенств можно сделать вывод о возможности использования данного аппарата.

Материал трубок и кожуха примем одинаковым с целью снижения разности температурных удлинений, которые возникают, если кожух и трубки изготовлены из материалов с различными температурными коэффициентами линейного расширения.

В качестве материала для труб и кожуха принимаем нержавеющая сталь AISI 316. AISI 316 является усовершенствованным вариантом AISI 304 и намного лучше противостоит щелочным средам и другим агрессорам (в том числе и парам уксусной кислоты, хлору). Поэтому, для ЖКХ и наших отопительных систем с их далекой от совершенства водоподготовкой, все же рекомендуем купить нержавеющие пластинчатые теплообменники из стали AISI 316.Параметры данной стали представлены в таблице 7.

Таблица 7 – свойства стали AISI 316

Наименование	Величина	Единицы измерения
αT	17 ∙ 10−6	K−1
E	20 ∙ 1010	H⁄м2
[σ]доп	155	МПа

Напряжения, возникающие в трубах и кожухе аппарата:

	(12)
	(13)

где S_T и S_K – суммарная площадь сечения труб и кожуха соответственно.

Усилие, растягивающее (сжимающее) трубки и кожух, обусловленное температурными деформациями:

(14)

где α_T – коэффициент линейного расширения стали, K⁻¹;

t_T и t_K – температуры труб и кожуха при рабочих условиях, K;

E – модуль упругости стали, H/м²;

За температуры труб и кожуха примем средние температуры холодного и горячего теплоносителей.

Площадь сечения труб и кожуха найдем по следующим формулам:

	(15)
	(16)

где: D_внутр – внутренний диаметр кожуха

Усилия, растягивающие трубы и кожух под действием давления, определяются формулами:

(17)

(18)

где P^″ – суммарное растягивающее усилие, определяемое по формуле

,

(19)

p_тр и p_мтр – давление в трубном и межтрубном пространстве аппарата.

Примем p_к = p_m = 1 МПа, тогда по формулам 15-19 получим:











По формуле 14:



По формулам 12 и 13:





Проверим условие надежности крепления труб в трубной решетке (формула 11). Минимальная толщина трубной решетки определяется формулой:



Примем толщину трубной решетки 15 мм, тогда по формуле 11:



Так как все три неравенства выполняются, значит, аппарат пригоден к эксплуатации в данных условиях.