Автор работы: Пользователь скрыл имя, 26 Ноября 2011 в 14:34, курсовая работа
Широкое распространение в промышленности получили аппараты воздушного охлаждения (АВО), в которых в качестве охлаждающего агента используется поток атмосферного воздуха, нагнетаемый специально установленными вентиляторами.
Использование аппаратов этого типа позволяет осуществить значительную экономию охлаждающей воды, уменьшить количество сточных вод, исключает необходимость очистки наружной поверхности теплообменных труб. Такие аппараты используются в качестве конденсаторов и холодильников.
Сравнительно низкий коэффициент теплоотдачи со стороны потока воздуха, характерный для этих аппаратов, компенсируется значительным оребрением наружной поверхности труб, а также сравнительно высокими скоростями движения потока воздуха.
ВВЕДЕНИЕ 3
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 4
1.1 Назначение технологического процесса, роль данного аппарата в этом процессе 4
1.2 Техническая характеристика аппарата 7
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ 11
2 РАСЧЕТ И ПОДБОР ТЕПЛООБМЕННИКА 12
2.1 Определение теплофизических свойств продукта 12
2.2 Тепловая нагрузка и предварительный подбор АВО 13
2.3 Определение коэффициента теплоотдачи со стороны воздуха 15
2.4 Определение коэффициента теплоотдачи при конденсации продукта и определение площади поверхности теплообмена в зоне конденсации 17
2.5 Определение коэффициента теплоотдачи на участке охлаждения конденсата и поверхности теплообмена этого участка 19
3 АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ 22
3.1 Расчет аэродинамического сопротивления пучка труб 22
3.2 Расчет мощности электродвигателя к вентилятору 24
4 РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ 25
4.1 Определение размеров крышки и трубной решетки секции 25
4.2 Определение расчетного болтового усилия и проверка на прочность болтов 29
4.3 Расчет трубной решетки 32
4.4 Расчет крышки 37
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 40
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 41
Толщина
фланца крышки определяется по формуле:
(3.42)
Значение S6 примем равным 10 мм.
Значения
толщин S4 и S5
взаимозависимы с коэффициентами χк
и χс. Коэффициенты
определяются по формулам:
(3.43)
, (3.44)
Толщины S4 и S5 определим методом последовательных приближений, результаты расчета приведены в таблице:
| Подбираем толщины | Рассчитываем коэф. | Проверяем расчеты | |||
| S4 | S5 | χк | χc | S4 | S5 |
| 5,6822 | 10,74483 | 1,122132 | 0,089346 | 5,688226 | 10,74483 |
Значения S4 и S5примем равными 6 и 11 мм соответственно.
В данном курсовом проекте был произведен расчет аппарата воздушного охлаждения зигзагообразного типа. Целью этого проекта являлось изучение конструкции и методов расчета АВО. Технологический расчет АВО включал в себя тепловой и гидравлический расчеты, в результате которых были рассчитаны тепловой баланс, тепловая нагрузка аппарата, коэффициенты теплоотдачи со стороны воздуха и при охлаждении конденсата. Также определили площадь поверхности теплообмена и запас поверхности теплообмена, которого в моем случае, не оказалось из-за того, что была выбрана наименьшая величина теплонапряженности q.
Тепловой расчет АВО подобран для установки депарафинизации, расположенной в городе Красноярск. По полученным значениям выбран аппарат воздушного охлаждения горизонтального типа с поверхностью теплообмена 3750 м2, коэффициентом оребрения 14,6, длиной труб 6 м, количеством рядов труб 4 и количеством ходов по трубам 8. Стоит отметить, что оребренные трубы, применяемые в АВО, лучше, чем гладкие, так как поверхность теплообмена у оребренной трубы больше, следовательно, требуется меньше труб.
По аэродинамическому расчету подобран вентилятор ГАЦ-27-3, с мощностью электродвигателя 15 кВт. Также было рассчитано аэродинамическое сопротивление пучка труб.
При расчете на прочность определили расчетные параметры, расчетное болтовое усилие, произвели проверку болтов на прочность, а также рассчитали крышку и трубную решетку.
Я
считаю, что аппарат воздушного охлаждения
обладает простой конструкцией и является
неотъемлемой частью предприятий нефтеперерабатывающей,
нефтехимической и других отраслей промышленности.
ГОСТ 25822-83 «Аппараты воздушного охлаждения. Нормы и методы расчета на прочность».
Кузнецов А.А., Кагерманов С.М., Судаков Е.Н.: Расчеты процессов и аппаратов нефтеперерабатывающей промышленности; «Химия », Ленинград, 1974. - 342 с.
Скобло А.И., Трегубова И.А, Молоканов Ю.К.: Процессы и аппараты нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности; М., «Химия», 1982. - 584 с.
Грязнов Б. В.: Технология переработки нефти и газа; ч. 3, 6 изд., М., 1978. - с. 151-235.