Курсовая с практикой на тему Рассчитать теплообменный аппарат для нагрева раствора NaOH (15% мас.) до 100 оС насыщенным водяным паром. Температура холодного теплоносителя – 40 оС; Расход холодного теплоносителя – 200 м3/ч.

Содержание:

Введение. 3

1. Технологический расчет аппарата. 5

1.1 Материальный расчет. 5

1.2 Тепловой расчет. 13

1.3 Выбор типа аппарата. 14

2. Конструктивно-механический расчет. 19

2.1 Расчет толщины обечайки. 19

2.2 Расчет толщины днища и крышки. 25

2.3 Расчет штуцеров и фланцев. 26

2.4 Расчет опор аппарата. 31

3. Гидравлический расчет. 33

4. Расчет толщины тепловой изоляции. 40

Заключение. 41

Список использованных источников. 42

Введение:

Теплоиспользующее
оборудование является самым распространенным в различных отраслях
промышленности. На него приходится свыше 40% капиталовложений и значительная
доля эксплуатационных затрат. От его функционирования в большей степени зависит
протекание всего технологического процесса и качество выпускаемой продукции.

Целью проектного расчета
теплоиспользующего аппарата является определение его геометрической формы и размеров,
при которых обеспечивается передача теплового потока, обуславливаемого
техническим заданием на проектирование при минимальных капиталовложениях и эксплуатационных
затратах.

При проектировании
теплоиспользующего оборудования применяются самые разнообразные методы расчета,
в том числе и упрощения, опирающиеся на некоторые ориентировочные, полученные
экспериментально, величины.

Выбор варианта аппарата и
его оптимизация являются важным моментом проектирования, а в некоторых случаях
представляют самостоятельные задачи:

- конструирование нового
теплоиспользующего оборудования, не ограниченного нормализованным рядом
выпускаемых аппаратов;

- поверочный расчет
теплоиспользующего оборудования в связи с изменением конструктивно
технологических параметров.

Актуальность темы
исследования обусловлена тем, что в самых различных областях техники постоянно
возникает необходимость в разработке и создании теплообменных аппаратов,
служащих для передачи теплоты от одного теплоносителя к другому. При этом, в
соответствии с исходными требованиями решаемой задачи, необходимо выбрать
подходящий вариант конструкции теплообменника; произвести его конструктивный
расчет, определив при этом основные геометрические размеры конструируемого
аппарата; произвести поверочный расчет проектируемого аппарата, с целью
проверки, соответствует ли он исходным требованиям.

Предметом исследования
курсовой работы является расчет теплообменника теплообменный аппарат для
нагрева раствора NaOH (15 % мас.) до 100 оС насыщенным водяным
паром.

Объектом исследования
является кожухотрубчатый теплообменник.

Целью курсового
проекта  является расчет кожухотрубчатого
теплообменника производительностью 200 м3/ч.

Достижение этой цели
связано с решением следующих задач:

- изучение устройства
выбранного теплообменника;

- проведение
технологических расчетов.

Обоснованный выбор
теплоиспользующего аппарата проводят из серии типовых по каталогу стандартного
оборудования, выпускаемого промышленностью. Он включает в себя следующие
основные моменты: 1- определение формы и площади теплопередающей поверхности; 2
- расчет потребляемой энергии, затрачиваемой на преодоление гидравлических
сопротивлений при движении теплоносителей, определяется гидравлическим расчетом
аппарата.

Заключение:

Процессы теплообмена имеют большое
значение в химической, энергетической, металлургической, пищевой и других
отраслях промышленности. В теплообменных аппаратах теплопередача от одной среды
к другой через разделяющую их стенку обусловлена рядом факторов и является
сложным процессом, который принято разделять на три элементарных вида
теплообмена: теплопроводность, конвекцию и тепловое излучение. На практике эти
явления не обособлены, находятся в каком-то сочетании и протекают одновременно.

В настоящем курсовом проекте был
подобран и рассчитан теплообменный аппарат для подогрева раствора
NaOH (15 % мас.) до 100 оС насыщенным водяным паром.

Теплообменниками называют аппараты,
предназначенные для передачи тепла от одних веществ к другим. Вещества,
участвующие в процессе передачи тепла, называются теплоносителями.
Теплоносители, имеющие более высокую температуру, чем нагревающая среда, и
отдающие тепло, принято называть нагревающими агентами, а теплоносители с более
низкой температурой, чем среда, от которой они воспринимают тепло, -
охлаждающими агентами.

Для данных условий
подобран теплообменник с диаметром 325 мм с числом труб 12 и площадью трубного
пространства .

Благодаря конструктивно-механическому
расчету были выбраны толщина обечайки, днище, крышка, штуцеры и фланцы для
аппарата.

Гидравлический расчет подтвердил
выбранные размеры для труб и межтрубного пространства.

Фрагмент текста работы:

1. Технологический расчет аппарата 1.1 Материальный расчет

Рассчитать теплообменный
аппарат для нагрева раствора NaOH (15 % мас.) до 100 оС насыщенным
водяным паром. Температура холодного теплоносителя – 40 оС; Расход
холодного теплоносителя – 200 м3/ч.

Материальные
расчеты,
наряду с тепловыми, являются основой технологических расчетов. К ним следует
отнести определение выхода основного и побочных продуктов, расходных
коэффициентов по сырью, производственных потерь. Только определив материальные
потоки, можно произвести необходимые конструктивные расчеты производственного
оборудования и коммуникаций, оценить экономическую эффективность и
целесообразность процесса. Составление материального баланса необходимо как при
проектировании нового, так и при анализе работы существующего производства. При
проектировании новых производств используется опыт существующих с учетом
результатов современных новейших исследований. На основе сравнительного
технико-экономического анализа действующих производств возможно выбрать
наиболее рациональную технологическую схему, оптимальные конструкции аппаратов
и условия осуществления процесса.

В процессе
обмена тепловой энергией носители изменяют свои температуры, то есть в
устройство каждый из них входит с одной температурой, а выходит – с другой. Эти
величины (t1вх;t1вых и t2вх;t2вых)
являются результатом проверочного расчета, с которым сравниваются фактические
температурные показатели теплоносителей.