Теплообмінні апарати

Зміст

Вступ

1. Теоретична частина.
2. Опис проектованого апарату.
3. Розрахунки.

1. Тепловий розрахунок.
2. Конструктивний розрахунок.
3. Гідравлічний розрахунок.
4. Розрахунок теплової ізоляції.

1. Технічна та екологічна безпека експлуатації спроектованого апарату.

Список використаної літератури

Вступ

Теплообмінні апарати призначені для проведення процесів теплообміну при необхідності нагрівання або охолоджування технологічного середовища з метою його обробки або утилізації теплоти.

Теплообмінна апаратура складає вельми значну частину технологічного устаткування в хімічній і суміжних галузях промисловості. Питома вага на підприємствах хімічної промисловості теплообмінного устаткування складає в середньому 15—18%, в соковому і консервномувиробництві 50 %. Значний об'єм теплообмінного устаткування на хімічних підприємствах пояснюється тим, що майже всі основні процеси хімічної технології (випаровування, ректифікація, сушка і ін.) пов'язані з необхідністю підведення або відведення теплоти.

В загальному випуску теплообмінних апаратів для хімічної і суміжних галузей промисловості в Україні близько 80 % займають кожухотрубні теплообмінники. Ці теплообмінники достатньо прості у виготовленні і надійні в експлуатації і в той же час достатньо універсальні, тобто можуть бути використаний для здійснення теплообміну між газами, парами, рідинами в будь-якому поєднанні теплоносіїв і в широкому діапазоні їх тиску і температур.

Розвиток наукових основ і техніки теплообміну пов'язаний з іменами багатьох вітчизняних і зарубіжних учених і інженерів.

Сучасний стан теорії і практики хімічної технології і промислової теплотехніки характеризується, з одного боку, вдосконаленням техніки і технології (інтенсифікація процесів, розробка оригінальних конструктивних і схемних рішень, зростання одиничних потужностей устаткування), а з другого боку — все більш широким використовуванням нової методології рішення наукових і практичних завдань. Ці тенденції характерні і для сучасного стану техніки теплообміну [4].

1.Теоритична частина.

Теплообміном називають процес передачі теплоти від одного тіла до іншого. Необхідною і достатньою умовою для теплообміну є різниця температур між цими тілами. Мірою теплообміну вважають кількість переданої теплоти.

        Тепловий баланс дає співвідношення між кількістю тепла, що входить в теплообмінника і кількістю тепла, що з нього виходить. На рис.1 надані розрахункові схемипотоків теплоносіїв для рідино-рідинних та паро-рідинних теплообмінників.

[pic 1]

Рис.1. Схема потоків теплоносіїв в теплообміннику:  а –підігрівачі типу «рідина-рідина»; б – охолоджувачі типу «рідина-рідина»;в – підігрівачі типу «пара-рідина».

Рівняння теплового балансу теплообмінника типу «рідина-рідина»

[pic 2]

де G1, G2– масові витрати гарячого та холодного теплоносіїв,відповідно, кг/с;

с1,с2 – середні теплоємності гарячого та холодноготеплоносіїв, відповідно, Дж/кгК; [pic 3]

tn1,tк1- початкова та кінцева температуригарячого теплоносія, відповідно,; [pic 4]

tn2,tк2  - початкова та кінцева температурихолодного теплоносія, відповідно,; Qвтр- втрати тепла в навколишнєсередовище через теплову ізоляцію корпусу. Якщо величину Qвтрвиразитичерез відносний коефіцієнт теплових втрат х,рівняння ( 1.1) можна переписатияк:[pic 5]

[pic 6]

Чим більша поверхня теплообміну тим менше відносні теплові