5.4. Порядок подбора насоса (вентилятора)
Рассчитывают необходимую объемную производительность (уравнение 5.2.).
рассчитывают полное гидравлическое сопротивление потоку теплоносителя (уравнения 5.11; 5.15; 5.25).
По объемной производительности и свойствам теплоносителя по каталогам (таблицы 15, 16, 17) подбирается соответствующий насос (вентилятор).
Используя паспортные характеристики по коэффициентам полезного действия рассчитывают потребляемую мощность электродвигателя (уравнение 5.1).
Рассчитывают потерю напора при течении теплоносителя (уравнение 5.3).
Сравнивают расчетные значения объемной производительности, напора и мощности электродвигателя с паспортными характеристиками выбранного насоса (вентилятора) и делают вывод о его пригодности. В противном случае подбирают другой насос.
6. Конструктивно-механический расчет
В задачу конструктивно-механического расчета входит определение необходимых геометрических размеров отдельных деталей и узлов, которые определяют конструкцию теплообменного аппарата, его механическую прочность и геометрические размеры. Следует различать детали, которые являются ответственными за механическую прочность всего аппарата в целом и детали, которые не обеспечивают его механическую прочность. В первом случае геометрические размеры рассчитываются на основе законов механики (сопротивления материалов), во втором случае геометрические размеры определяются из конструктивных соображений и обуславливаются соответствующими ГОСТами. Поскольку полный конструктивно-механический расчет представляет собой сложную задачу и выходит за рамки программы, то в данном методическом пособии по расчету теплообменных аппаратов приводится краткий минимальный перечень необходимых расчетных задач, а именно:
расчет размеров штуцеров для подвода и отвода теплоносителей.
Подбор крышек, днищ, фланцевых соединений.
Проверка на механическую прочность обечайки аппарата.
Определение толщины трубных решеток.
Следует отметить, что каждый тип теплообменного аппарата обладает определенной индивидуальностью, поэтому и конструктивные расчеты для них так же индивидуальны.
6.1. Расчет и подбор штуцеров
Диаметр условного прохода (внутренний диаметр) штуцеров для подвода и отвода теплоносителей рассчитывается на основе уравнения массового расхода:
(6.1)
откуда
(6.2)
здесь шт. - скорость течения теплоносителя в штуцере, м/с.
При расчете dвн. необходимо задаться скоростью течения теплоносителя, которая должна быть не выше предельно-допустимой. Рассчитанный по уравнению 6.2. диаметр округляют до ближайшего большого размера в соответствии с таблицей 1(см. приложение).
Величина вылета штуцеров определяется соответствующим ГОСТом [10] и обусловливается диаметром аппарата и давлением теплоносителя.
Фланцевые соединения для штуцеров так же подбирают по соответствующим ГОСТам [10] в зависимости от условий эксплуатации и условного прохода штуцера.
6.2. Подбор крышек, днищ и фланцев
Крышки и днища по возможности следует подбирать нормализованные, по соответствующим ГОСТам [10], в зависимости от диаметра обечайки. Как правило, крышки и днища подбираются эллиптической формы, отбортованными.
В соответствии с базовым диаметром обечайки, так же в соответствии с ГОСТом, подбираются нормализованные фланцы, для соединений крышек и днищ с обечайками.
Для кожухотрубчатых теплообменников, по возможности, фланец обечайки выполняется совмещенным с трубной решеткой как одно целое.