Курсовая с практикой на тему Рассчитать теплообменный аппарат для конденсации паров гексана холодной водой. Температура горячего теплоносителя – 120 оС. Температура холодного теплоносителя – 8 оС. Расход горячего теплоносителя – 1000 м3/ч.

Содержание:

Введение. 3

1. Технологический
расчет аппарата. 5

1.1 Материальный
расчет. 5

1.2 Тепловой расчет. 8

1.3 Выбор типа
аппарата. 9

2. Конструктивно-механический
расчет. 18

2.1 Расчет толщины
обечайки. 18

2.2 Расчет толщины
днища и крышки. 18

2.3 Расчет штуцеров
и фланцев. 19

2.4 Расчет опор
аппарата. 23

3. Гидравлический
расчет. 29

4. Расчет толщины
тепловой изоляции. 32

Заключение. 36

Список использованных
источников. 38

Приложение  40

Введение:

Нагревание, охлаждение жидкости
или газа, конденсация пара и т.п. могут быть проведены при использовании теплообменных
аппаратов разных конструкций. Для их выбора необходимо знать площадь требуемой поверхности
теплопередачи, рабочие температуры и давление теплоносителей, склонность к образованию
отложений на теплопередающей поверхности, а также коррозионную активность и пожаровзрывоопасные
свойства обменивающихся теплотой сред.

Реакции конденсации ароматических
альдегидов и кетонов (также как и алифатических) включают многочисленные реакции,
связанные с увеличением углеродного скелета за счет образования новых углеродуглеродных
(углерод-элемент) связей с выделением простых молекул. Неослабевающее внимание исследователей
к реакциям конденсации оксосоединений ароматического ряда обусловлено их доступностью,
высокой реакционной способностью и широкими возможностями в синтезе практически
значимых соединений (красителей, душистых веществ, лекарственных препаратов, пестицидов).

Реакции конденсации ароматических
альдегидов и кетонов к настоящему времени хорошо изучены. Среди них много именных
реакций. В последние годы развитие получили мультикомпонентные конденсации, проводимые
в условиях термической, ультразвуковой, микроволновой активации.

Актуальность темы исследования
обусловлена тем, что в данный момент происходит проектирование и создание огромного
числа различных машин и агрегатов для технологических процессов. С целью повышения
уровня производства и сохранения оборудования и аппаратов химической промышленности
необходимо тщательно наблюдать и вовремя исправлять неполадки всех узлов. По теме
курсовой работы имеется немалое число литературных статей и методических указаний,
которые в ходе работы будут проанализированы и структурированы.

Предметом исследования курсовой
работы является расчет теплообменника с неподвижными решетками производительностью
1000 м3/ч.

Объектом исследования является
теплообменник с неподвижными решетками.

Целью курсового проекта является
расчет теплообменного аппарата для конденсации паров гексана холодной водой производительностью
1000 м3/ч.

Достижение этой цели связано
с решением следующих задач:

- формирование навыков работы
с научной литературой, со справочниками и другими информационными источниками, в
том числе электронными ресурсами;

- аналитический обзор;

- технологический и гидравлический
расчет аппарата с обоснованием основных размеров;

- расчет основных размеров
стенки аппарата, днища, крышки и штуцеров.

В первой части курсовой работы
решаются задачи исследования, заключающиеся в расчете аппарата с обоснованием основных
размеров, рассмотрены теоретические основы проектирования и устройства аппарата.
Дано краткое описание и основные характеристики выбранного устройства для процесса
конденсации гексана.

Вторая часть представлена
гидравлическими расчетами основных размеров стенки аппарата, днища, крышки и штуцеров.

Третья и четвертая главы посвящены
гидравлическим расчетам и расчетам тепловой изоляции.

В заключении излагаются теоретические
и практические выводы проектирования.

Заключение:

В настоящее время самое широкое
распространение теплообменники получили именно в области химическихтехнологий. Теплообменные
аппараты составляют исключительно многочисленную группу тепломеханического оборудования.
Применять в теплоснабжении можно как пластинчатые, так и кожухотрубные теплообменники.


Кожухотрубные теплообменные
аппараты – одни из самых распространенных. Их разнообразие довольно многочисленно:
кожухопластинчатые теплообменники со сварными кассетами [1], скоростные тонкостенные
теплообменные аппараты, интенсифицированные [2], кожухотрубные подогреватели водоводяные
[3].

Кожухотрубчатый теплообменник
является наиболее распространенным аппаратом в следствии компактного размещения
большой теплопередающей поверхности в единице объема аппарата. Поверхность теплообмена
в нем образуется пучком параллельно расположенных трубок концы которых закреплены
в двух трубных досках (решетках). Трубки заключены в цилиндрический кожух, приваренный
к трубным доскам или соединенный с ними фланцами. К трубным решеткам крепятся на
болтах распределительные головки (днища), что позволяет легко снять их и произвести
чистку трубок или в случае необходимости заменить новыми. Для подачи и отвода теплообменивающихся
сред в аппарате имеются штуцера. В целях предупреждения смешения сред трубки закрепляются
в решетах чаще всего развальцовкой, сваркой или реже для предупреждения термических
напряжений с помощью сальников.

К достоинствам кожухотрубчатых
аппаратов можно отнести: довольно большую поверхность теплообмена при их компактности,
легкость очистки труб изнутри (за исключением аппаратов с U образными трубками),
небольшая металлоемкость [14].

К недостаткам же стоит отнести:
трудность очистки межтрубного пространства, необходимость интенсификации скорости
прохождения теплоносителей.

В ходе расчетов была рассчитана
требуемая площадь поверхности теплообмена для охлаждения паров гексана водой, которая
равна 10,88 м2. Был принят двухходовой кожухотрубный теплообменник с
плавающей головкой. Трубы длиной 3000 мм, наружным диаметром 20 мм и толщиной стенки
2 мм. Трубы расположены по вершинам треугольников. Диаметры штуцеров соответствуют
ГОСТ и равны 100 мм.

Также были произведены гидравлический
расчет и расчет толщины тепловой изоляции.

Фрагмент текста работы:

1. Технологический расчет аппарата 1.1 Материальный расчет

Исходные данные

Начальная
и конечная температура гексана соответственно С. Гексан поступает в трубное пространство теплообменника
и проходит по стальным трубкам диаметром d мм и высотой Н (м) с оптимальной
скоростью (м/с). Охлаждение осуществляется холодной водой. Потери тепла в окружающую
среду принять в размере 5%.

Температура
конденсации паров гексана составляет t2 = 69ºС [1].

В
таблице 1 представлены исходные данные для расчета

Таблица
1 - Исходные данные