Произвести расчет теплообменника

Схема аппарата

Введение.

Теплообменные аппараты являются самыми многочисленными. Они предназначены не только для поддержания технологического процесса, но и обеспечивают регенерацию тепла (холода) отходящих потоков, сокращая тем самым расход топлива, пара, а также теплообменных аппаратах осуществляется процесс теплообмена между двумя потоками, один из которых нагревается за счёт другого, одновременно охлаждая его.

Процессы теплообмена осуществляются в теплообменных аппаратах различных типов и конструкций. Охлаждающих сред (воды, воздуха, хладоагента).

Теплобменники предназначены для передачи теплоты от горячего теплоносителя к холодному (нагреваемому)

Теплоносителями могут быть газы, пары, жидкости. В зависимости от назначения теплообменные аппараты используют как нагреватели и как охладители. Применяется в технологических процессах нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической, газовой и других отраслях промышленности, в энергетике и коммунальном хозяйстве.

Назначение аппарата.

Теплообменник типа ТН – примененяются на технологических установках. В общем случае теплообменник представляет собой горизонтальный цилиндрический аппарат со сферичискими днищами, в котором размещают от одного до трех пучков теплообменных труб – таких же, какие устанавливают в кожухотрубчатых теплообменниках. В корпус подают нефтепродукт, который нагревается паром, пропускаемые через трубные пучки.

В случае необходимости возможно неравномерное распределение ходов по числу труб пучка. Благодаря этому удается полнее использовать поверхность теплообмена, т.к. пар сначала пропускают через большее число труб. Трубные пучки подогревателей обладают достаточной жесткостью за счет поперечных трубных перегородок большей толщины (до 10мм) и распорных трубок, стягиваемых специальными стяжками посредством гаек.

Ребойлер представляет собой горизонтальный теплообменный аппарат, имеющий две рабочие зоны: трубное пространство и межтрубное пространство, каждое из которых имеет свое расчетное давление, расчетную температуру и материальное исполнение. Используется в химической и нефтехимической промышленности в качестве подогревателя куба колоны.

Конструкция аппарата.

Конструктивная особенность теплообменников типа ТН заключается в том, что пучок труб, собранный в двух трубных решетках, вместе с ними жестко закреплен в корпусе теплообменника. Это обеспечивает простоту конструкции и малый вес ее на единицу площади теплообмена по сравнению с другими теплообменниками.

Однако основной недостаток теплообменников жесткой конструкции- плохая восприимчивость к температурным напряжениям – ограничивает их применение.

Теплообменник одноходовой по корпусу, для интесификации теплообмена устанавливают несколько трубных перегородок, регулирующих поток жидкости или газа. Эти же перегородки придают пучку труб большую устойчивость, обеспечивая прямолинейность теплообменных труб, что очень важно для эксплуатации. По числу ходов теплообменных трубках эти теплообменники могут быть одно- двух- четырех- и многоходовыми. Число труб по ходам обычно одинаковое.

Усилия, возникающие в корпусе и трубах жесткого теплообменника под действием температур, зависит от разности температур стенок, труб и корпуса, материала, из которого они изготовлены, а также от их поперечных сечений. Так как крепление корпуса и труб жесткое, они подвержены одинаковым по величине и противоположным по направлению усилиям.

Все теплобоменники типа ТН имеют малую длину, чтобы разность абсолютных удлинений не превышала допускаемых величин. Поскольку температурные напряжения велики, теплообменники жесткой конструкции без компенсации применяют только в тех случаях, когда разность температур не превышает 40 градусов.

Работа аппарата

Двухходовой горизонтальный теплообменник типа Н состоит из цилиндрического сварного кожуха 8, распределительной камеры 11 и двух крышек 4. Трубный пучок образован трубами 7, закрепленными в двух трубных решетках 3. Трубные решетки приварены к кожуху. Крышки, распределительная камера и кожух соединены фланцами. В кожухе и распределительной камере выполнены штуцера для ввода и вывода теплоносителей из трубного (штуцера 1, 12) и межтрубного (штуцера 2, 10) пространств. Перегородка 13 в распределительной камере образует ходы теплоносителя по трубам. Для герметизации узла соединения продольной перегородки с трубной решеткой использована прокладка 14, уложенная в паз решетки 3.

Поскольку интенсивность теплоотдачи при поперечном обтекании труб теплоносителем выше, чем при продольном, в межтрубном пространстве теплообменника установлены зафиксированные стяжками 5 поперечные перегородки 6, обеспечивающие зигзагообразное по длине аппарата движение теплоносителя в межтрубном пространстве. На входе теплообменной среды в межтрубное пространство предусмотрен отбойник 9 – круглая или прямоугольная пластина, предохраняющая трубы от местного эрозионного изнашивания.

Произвести расчет теплообменника

455-394,02

405-265,90

555-682,39