Российский государственный университет нефти и газа им. И.М. Губкина
КАФЕДРА ТЕРМОДИНАМИКИ И ТЕПЛОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Курсовая работа на тему:
РАСЧЕТ И ВЫБОР КОНСТРУКЦИИ
КОЖУХОТРУБНОГО ТЕПЛООБМЕННОГО АППАРАТА
Выполнила:
Груданова А.И.
Группа ХТ – 06 - 5
Проверила:
доцент
Назарьина А.М.
Москва 2008 Введение.
В реальных условиях передача теплоты чаще всего происходит при изменяющихся температурах теплообменивающихся сред. Типичным и наиболее распространенным техническим устройством, в котором теплопередача осуществляется при переменных температурах, является теплообменный аппарат.
Теплообменный аппарат – это устройство, предназначенное для передачи теплоты от одного теплоносителя к другому.
Теплообменные аппараты широко применяются в нефтедобывающей, газовой, нефтеперерабатывающей и химической промышленности. Широкое использование теплообменного оборудования в нефтяной и газовой промышленности обязывает специалистов уметь их рассчитывать, обобщать опыт их эксплуатации, анализировать рабочий процесс и намечать пути повышения эффективности их работы. Эффективная работа теплообменных аппаратов приводит к экономии энергии, сокращению расхода топлива и улучшает технико-экономические показатели производственных процессов.
Классификация теплообменных аппаратов.
По принципу действия теплообменные аппараты делятся на рекуперативные, регенеративные и смесительные.
В рекуперативных теплообменных аппаратах горячий и холодный теплоносители одновременно омывают с разных сторон поверхность теплообмена, а тепловой поток передается от горячего к холодному теплоносителю через разделяющую их стенку.
В регенеративных теплообменных аппаратах горячий и холодный теплоносители омывают одну и ту же поверхность теплообмена последовательно. При омывании поверхности теплообмена горячий теплоноситель отдает ей теплоту, а затем ту же поверхность омывает холодная теплоноситель, которая, получая теплоту, нагревается.
В рекуперативных и регенеративных теплообменных аппаратах в процессе теплоотдачи между теплоносителями участвует поверхность теплообмена, поэтому эти аппараты называют поверхностными.
В смесительных теплообменных аппаратах теплопередача между теплоносителями осуществляется путем их непосредственного смешения. Эти теплообменные аппараты называют контактными.
По назначению теплообменные аппараты делятся на конвективные (нагреватели и холодильники), испарители, конденсаторы и кристаллизаторы.
В конвективных теплообменных аппаратах не происходит агрегатного превращения теплоносителей.
В испарителях происходит испарение холодного теплоносителя или компонентов холодного теплоносителя.
В конденсаторах конденсируется горячий теплоноситель или компоненты горячего теплоносителя.
Кристаллизаторы используют для охлаждения потока горячего теплоносителя до температуры, обеспечивающей образование кристаллов некоторых компонент горячего теплоносителя.
Наиболее широкое распространение в настоящее время получили кожухотрубные теплообменные аппараты.
Различают следующие типы кожухотрубных теплообменных аппаратов:
Теплообменные аппараты с неподвижными трубными решетками
1 - распределительная камера; 2 - кожух; 5 - теплообменная труба; 4 - поперечная перегородка; 5 - трубная решетка; б - крышка кожуха; 7 - опора
Теплообменные аппараты с неподвижными трубными решетками и с линзовым компенсатором на кожухе
1-распределительная камера; 2-трубные решетки; 3-компенсатор; 4-кожух; 5-опора; 6-теплообменная труба; 7-поперечная «сплошная» перегородка; 9-крышка.
Потоки: I -испаряющаяся среда; II - конденсат; III - парожидкостная смесь; IV - водяной пар.
Теплообменные аппараты с плавающей головкой
1 - крышка распределительной камеры; 2 - распределительная камера; 3 - неподвижная трубная решетка; 4 - кожух; 5 - теплообменная труба; 6 - поперечная перегородка; 7 - подвижная трубная решетка;
8 - крышка кожуха; 9 - крышка плавающей головки; 10 - опора; 11 - катковая опора трубчатого пучка
Теплообменные аппараты с U-образными трубами
1-распределительная камера; 2-трубная решетка; 3-кожух; 4-теплообменная труба; 5-поперечная перегородка; 6-крышка кожуха; 7-опора; 8-катковая опора трубчатого пучка
В зависимости от расположения теплообменных труб различают теплообменные аппараты горизонтального и вертикального типов.
В зависимости от числа перегородок в распределительной камере и задней крышке кожухотрубные теплообменные аппараты делятся на одноходовые, двухходовые и многоходовые в трубном пространстве.
В зависимости от числа продольных перегородок, установленных в межтрубном пространстве, кожухотрубные теплообменные аппараты делятся на одно- и многоходовые в межтрубном пространстве.
В настоящей работе выполняется курсовое проектирование, целью которого является выбор стандартного теплообменного аппарата, обеспечивающего при заданных массовых расходах (G1 и G2) температурные режимы теплоносителей ( ).