17 Содержание:

Введение…………………………………………………………………....……...3

Задание на расчет……....…………………………………………....…….....……6

Расчет материального и теплового балансов……………….………………...…6

Конструктивно – механический расчет…………………….………………..…10

Гидравлический расчет…………………………………………………..……...14

Расчет тепловой изоляции аппарата…………………………………..………..15

Заключение………..…………………………………………………………..….16

Список литературы ………………………….……………………………..……17

Введение

Теплообмен - необратимый самопроизвольный процесс распространения тепла из области более высоких температур в область более низких. Движущей силой процесса является разность температур. Тела, участвующие в теплообмене называют теплоносителями. В промышленности теплообмен между рабочими телами (теплоносителями) происходит в специально сконструированных аппаратах, которые называются теплообменниками. Теплообменные аппараты широко распространены в современных химических производствах и имеют весьма многообразное назначение. Теплообменные аппараты широко распространены в современных химических производствах и имеют весьма многооб­разное назначение. Вместе с тем, теплообменные аппараты должны отвечать определенным общим требованиям:

обла­дать высокой тепловой производительностью и экономично­стью в работе; обеспечивать заданные технологические усло­вия процесса; быть просты по конструкции, сравнительно не­дороги по стоимости; компактны; обладать современным технологическим и эстетическим дизайном; иметь длитель­ный срок службы; соответствовать требованиям СНИП (сани­тарным нормам и правилам) и ведомственным правилам Госгортехнадзора. Особые требования предъявляются к обеспе­чению надежности работы аппаратов, возможности автомати­ческого регулирования режимно - технологических парамет­ров и аварийного их отключения.

По принципу действия теплообменные аппараты могут быть разделены на рекуперативные, регенеративные и смесительные.

Наибольшее распространение в химической промыш­ленности получили теплообменные аппараты рекуперативно­го типа. В аппаратах этого типа теплообмен между горячим и холодным теплоносителями осуществляется через разделяю­щую их перегородку (стенку).

По назначению их можно разделить на холодильники (предназначены для охлаждения водой или другими нетоксичными, непожаро - и невзрывоопасными хладоагентами жидких и газообразных сред); конденсаторы (предназначены для конденсации насыщенных паров); испарители (предназначены для проведения процессов испарения жидкости при кипении).

По конструкции теплообменники делят на:

Кожухотрубчатые теплообменники относятся к рекуперативным поверхност­ным аппаратам непрерывного действия. По конструкции они представляют со­бой аппараты, выполненные из пучков труб, закрепленных при помощи труб­ных решеток (досок) и ограниченных кожухом с крышками, снабженными пат­рубками входа и выхода теплоносителя. Трубное и межтрубное пространства в аппарате разобщены. Теплообменники такого типа предназначены для тепло­обмена между различными жидкостями, между жидкостями и паром, между жидкостями и газом.

Основным недостатком аппаратов такого типа является большое сечение трубного и межтрубного пространства, что обуславливает невысокие скорости движения теплоносителей и. как следствие, невысокие значения коэффициентов теплоотдачи. Для увеличения скорости движения теплоносителей, теплообмен­ники часто выполняют многоходовыми, устанавливая перегородки в трубном или в межтрубном пространстве.

Основное достоинство кожухотрубчатых теплообменников - большая удель­ная поверхность теплообмена, т.е. поверхность, приходящаяся на единицу мас­сы аппарата, благодаря чему эти теплообменники находят самое широкое при­менение.

Основные типы кожухотрубчатых теплообменников приведены на рис. 1.

Рис.1. Типы кожухотрубчатых теплообменников:

а) одноходовой с линзовым компенсатором; b) многоходовой; с) с U - образными трубами; d) с подвижной решеткой закрытого типа; e) с двойными трубами;

f) секционный.

Обозначения:

1 - корпус;

2 - трубная решетка;

3 - трубы;

4 - крышки;

5 - перегородки.

Теплообменники типа «труба в трубе» применяются при сравнительно небольших тепловых нагрузках (малых производительностях по теплоносителям), когда требуемая величина теплопередающей поверхности незначительна (до 20-40 м²).

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.

Спиральные теплообменники

Поверхность теплопередачи образуется двумя листами (лентами) из углеродистой или легированной стали, свернутые в виде спирали вокруг центральной перегородки (керна).

Блочные графитовые теплообменники

Для осуществления процесса теплообмена между агрессивными химически активными теплоносителями (например, для нагревания или охлаждения концентрированной серной кислоты) пользуются теплообменниками, изготовленными из графита. Наибольшее распространение получили блочные графитовые теплообменники, основным элементом которых является графитовый блок размером 350х515х350 мм с вертикальными и горизонтальными непересекающимися отверстиями (каналами) диаметром 12 мм. Аппарат состоит из одного или нескольких блоков.

В данной работе, в соответствии с рекомендациями из литературы, был выбран вертикальный кожухотрубный теплообменник. Пар подается в межтрубное пространство, где происходит его конденсация и свободное стекание по трубам вниз. В межтрубное пространство подается для нагревания метиловый спирт снизу вверх.