16

Министерство образования Российской Федерации

Пермский Государственный Технический Университет

Кафедра МАПП

Курсовая работа на тему:

Кожухотрубчатый

теплообменник

Выполнил: студент гр. ХТТ-01-1

Костарев В.А.

Проверил преподаватель: Долганов В.Л.

Пермь, 2004

Задание

Рассчитать и запроектировать кожухотрубчатый теплообменник для конденсации перегретого пара по следующим основным данным:

• начальная температура пара 130⁰С

• отвод конденсата на 40⁰С ниже температуры конденсации

• расход пара 20 т/ч

• охлаждение проводится оборотной водой

План

Задание 2

Введение 4

Тепловой баланс кожухотрубчатого теплообменника 5

Подбор коэффициентов теплоотдачи и расчёт площади теплообменника 6

1 часть теплообмена. Охлаждение паров НП 7

Рассчитываем параметры для трубного пространства (оборотная вода) 7

Рассчитываем параметры для межтрубного пространства (насыщенный пар) 8

2 часть теплообмена. Конденсация паров 9

Рассчитываем параметры для трубного пространства (оборотная вода) 9

Рассчитываем параметры для межтрубного пространства (конденсат) 9

3 часть теплообмена. Охлаждение конденсата 10

Рассчитываем параметры для трубного пространства (оборотная вода) 10

Рассчитываем параметры для межтрубного пространства (конденсат) 10

Суммарная площадь теплообмена: 12

Гидравлический расчёт кожухотрубчатого теплообменника 13

Расчёт гидравлического сопротивления для трубного пространства (оборотная вода) 13

Расчёт гидравлического сопротивления для межтрубного пространства (перегретый пар) 13

Расчёт гидравлического сопротивления для межтрубного пространства (конденсат) 14

Список литературы 16

Введение

Теплообменные аппараты являются составной частью практически всех технологических установок на нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводах. Теплообменные аппараты используют для нагрева, испарения, конденсации, охлаждения, кристаллизации, плавления и затвердевания участвующих в процессе продуктов, а также как парогенераторы или котлы-утилизаторы.

Среды, используемые для подвода или отвода, тепла называются теплоносителями и хладоагентами. В качестве теплоносителей могут быть применены нагретые газообразные, жидкие или твёрдые вещества. Водяной пар как теплоноситель используется главным образом в насыщенном состоянии – как высокого давления, так и отработанный от паровых машин и насосов.

Кожухотрубчатые теплообменники изготовляют с поверхностью теплообмены 11-350 м²для работы под давлением 2-25 атм. Трубные пучки выполняют из стальных трубок диаметром 25 или 38 мм и длиной 3-6 м. Теплообменники этого типа экономичны и имеют минимальное число соединений на прокладках. Основным недостатком таких аппаратов является невозможность механической очистки межтрубного пространства

По способу монтажа различают вертикальные, горизонтальные и наклонные теплообменные аппараты. Вертикальные теплообменники занимают меньше места, но они менее удобны при очистке. На нефтеперерабатывающих заводах наибольшее распространение получили горизонтальные теплообменники.

Тепловой баланс кожухотрубчатого теплообменника

130⁰C

II III I

50⁰C

60⁰C

30⁰C

В межтрубном пространстве находится насыщенный пар, в трубном – оборотная вода (как более грязное вещество). Движение фаз – противоток.

Тепловая нагрузка:

- расход пара (по заданию )

- удельная теплота парообразования (из табл. LVI [1] )

- теплоёмкость конденсата (по табл. XXXIX [1] при )

- теплоёмкость пара (по табл. XXXIX [1] при )

- температура насыщенного пара

- температура конденсации пара

- температура конденсата

Расход оборотной воды:

, где

- теплоёмкость оборотной воды (по табл. XXXIX [1] при )

- температура на выходе из теплообменника (для оборотной воды 30⁰С)

- температура на входе в теплообменник (для оборотной воды 50⁰С)

Определяем из теплового баланса:

Средняя движущая сила :

Определяем из теплового баланса:

Средняя движущая сила:

Средняя движущая сила :