Пояснительная записка. национальный исследовательский томский политехнический университет

• Название: национальный исследовательский томский политехнический университет
• Дата: 18.12.2018
• Размер: 1.24 Mb.
• Имя файла: Пояснительная записка.docx
• Тип: Пояснительная записка; #60872
• страница: 1 из 6

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Инженерная школа новых производственных технологий

Отделение химической инженерии

Направление: 18.03.01 «Химическая технология»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе/проекту
по дисциплине _________Процессы и аппараты химической технологии________________

(Название дисциплины)

на тему Расчет кожухотрубного теплообменника для испарения бинарной смеси хлороформ-бензол

Выполнил студент гр. 4Г51 ____________ Плотников И.А.

(Номер группы) (Подпись) (Ф.И.О.)
Дата сдачи пояснительной записки преподавателю _____ _____________ 2018 г.
Руководитель кандидат технических наук Фролова И.В.

(Ученая степень, ученое звание, должность) (Ф.И.О.)
_____________________ ________________________________

(Оценка руководителя) (Подпись)

_____ _____________ 2018 г.

(Дата проверки)
Курсовой проект/работу студент _______________________________выполнил и защитил

(Ф.И.О.)

с оценкой ______________.
Члены комиссии: ________________________

________________________

________________________
_____ _____________ 2018 г.

(дата защиты )

Томск 2018 г.

Содержание

Введение 4

1 Технологический расчет 9

1.1 Расчёт тепловой нагрузки и ориентировочного значения поверхности теплообмена 9

1.2 Физико-химические характеристики бинарной смеси и греющего пара 12

1.3 Уточненный расчёт поверхности теплопередачи и подбор теплообменника 15

2. Гидравлический расчёт 20

2.1 Расчёт потерь давления в трубопроводе 22

2.2 Расчёт давления на гидравлические испытания 24

2.3 Подбор насоса из каталога по рассчитанным данным 24

3. Конструктивно-механический расчёт 26

3.1 Выбор материала 26

3.2 Расчёт и подбор штуцеров 26

3.3 Расчёт обечайки корпуса аппарата 31

3.4 Подбор крышки и днища аппарата 32

3.5 Расчёт трубной решетки 34

3.6 Расчёт опорных лап 36

4. Расчёт толщины тепловой изоляции 42

Заключение 44

Список использованной литературы 45

Введение

Теплопередача – это наука о процессах распространения теплоты. Различают три различных способа переноса теплоты: теплопроводность, конвекцию и тепловое излучение. В реальных установках теплота передаётся комбинированным путём, однако вклад этих трёх составляющих в общий перенос теплоты неодинаков и определяется многими условиями: природой теплоносителя, агрегатным состоянием, температурным и гидродинамическим условиям и т.д.

Конвекция – перенос тепла вследствие движения и перемещения микроскопических объемов газа или жидкости.

В химической технологии теплообменные аппараты довольно широко распространены, применяются в различных производствах легкой и тяжелой промышленности. Для обеспечения того или иного технологического процесса применяются различные типы теплообменных аппаратов.

В зависимости от способа передачи тепла различают две основные группы теплообменников:

1. 
   Поверхностные теплообменники, в которых перенос тепла между обменивающимися теплом средами происходит через разделяющую их поверхность теплообмена – глухую стенку;
   
2. 
   Теплообменники смешения, в которых тепло передается от одной среды к другой при их непосредственном соприкосновении. Значительно реже применяются в химической промышленности регенеративные теплообменники, в которых нагрев жидких сред происходит за счет их соприкосновения с ранее нагретыми твердыми телами- насадкой, заполняющей аппарат, периодически нагреваемой другим теплоносителем.
   

Теплообменники типа “труба в трубе”

При сравнительно небольших тепловых нагрузках (малых производительностях по теплоносителям), когда требуемая величина теплопередающей поверхности незначительна (до 2040 м²), на практике рекомендуется использование наиболее простых по устройству, изготовлению, монтажу и эксплуатации теплообменников типа “труба в трубе”.



Рисунок 1 – Неразборный теплообменник типа «труба в трубе»: 1- теплообменная труба; 2 – кожуховая труба; 3 – калач.

Пластинчатые теплообменники

В пластинчатых теплообменниках поверхность теплообмена образуется набором тонких штампованных гофрированных пластин, которые собраны в пакеты и разделены между собой специальной формы и профиля уплотнительной термостойкой резиной. Пластины в пакетах сжимаются между неподвижной и подвижной плитами, образуя разграниченные между собой плоские щелевидной формы каналы для прохода горячего и холодного теплоносителя. При этом следует иметь в виду, что под пакетом подразумевается группа пластин, которые образуют систему параллельных каналов для движения теплоносителя только в одном направлении.



Рисунок 2 – Пластинчатый теплообменник на двухопорной раме: 1 - 4 – штуцеры для теплоносителей.

Спиральные теплообменники

В спиральных теплообменниках поверхность теплопередачи образуется двумя листами (лентами) из углеродистой или легированной стали, свернутыми в виде спирали вокруг центральной перегородки (керна).



Рисунок 3 – Спиральный теплообменник.

Кожухотрубчатые теплообменники.

Кожухотрубчатые теплообменные аппараты используются для практической реализации таких процессов, как нагревание (охлаждение), конденсация и испарение. Соответственно аппараты называются теплообменниками, холодильниками, конденсаторами и испарителями.

Кожухотрубчатые теплообменники:

-с двойными трубами; -с плавающей головкой;

-с линзовым компенсатором; -с U-образными трубами;



Рисунок 4 – Кожухотрубчатый теплообменник с плавающей головкой: кожух; 2 – крышка кожуха; 3 – крышка плавающей головки; 4 – трубная решетка плавающей головки; 5 – штуцер; 6 – распределительная камера; 7 – крышка распределительной камеры; 8 – перегородка.

Змеевиковые теплообменники.

Основным теплообменным элементом является змеевик-труба, согнутая по определенному профилю.

Рисунок 5 – Змеевиковый теплообменник

Аппарат имеет корпус 1, в котором размещен змеевик 3 или система змеевиков. Витки змеевика ориентированы по винтовой линии. При большой площади поверхности теплообмена змеевики по длине набирают из нескольких секций. Во избежание прогибов труб при большом числе витков и большом диаметре навивки каждый виток закрепляют болтами на стойках.

Оросительные теплообменники.

Рисунок 6 – Оросительный теплообменник

Оросительные теплообменники применяют в основном для охлаждения жидкостей и газов или конденсации паров.

Оребренные теплообменники.

К числу компактных и эффективных теплообменников, созданных за последнее время, относятся разные конструкции теплообменных аппаратов с оребренными поверхностями. Применение оребрения со стороны теплоносителя, отличающегося низкими значениями коэффициентов теплоотдачи, позволяют значительно повысить тепловые нагрузки аппаратов.



Рисунок 7 – Схема устройства пластинчато-ребристого теплообменника.