Расчет кожухотрубного теплообменника

ORIGIN :=1

Выбор материалов:

  • • корпус, фланцы, опоры — низколегированная сталь;
  • • теплообменные трубы, решетки, крышки — высоколегированная сталь.

Исходные данные

Производительность G, т/ч:

G:=

Начальная температура:

:=

Конечная температура:

tK :=

Температура пара:

tn:=

Коэффициент теплопередачи К, Вт/м2-К:

К:=

Теплоемкость С, Дж/кг-К:

С:=

Плотность р, кг/м3:

Р:=

z :=1

GIO3 { . ,г ,

Л--C-(tK -tH)z/z = l

Q:= 3600 к н J

V • р • С • (tK - tH) otherwise

Q =

At6 =

:= —

AtM =

АГб+ДСм Дгб

2 ДГМ

ДГср := ДГб -ДГм о^е^е

1п^

дгср

Р:=—-—

К-ДГср

Р =

Параметры теплообменника

Внутренний диаметр обечайки И, м:

И:=

Внутренний диаметр труб б, м:

<1:=

Угол при вершине треугольного размещения труб:

а :=

Масса теплообменника М, кг:

М:=

Назначение расчетных параметров материалов

Расчетное давление Р, МПа:

Р:=

Расчетная температура Гр, °С:

гр :=

Низколегированный или конструкционный материал

Минимальное значение предела прочности стали су1 в, МПа: о1в :=

Минимальное значение предела текучести стали т, МПа: о1т :=

Коэффициент запаса прочности по пределу прочности, пв: пв:=

Коэффициент запаса прочности по пределу текучести, пт : пт :=

Нормативное допускаемое напряжение стали по пределу прочности, МПа:

с1:=^

Пв

Нормативное допускаемое напряжение стали по пределу текучести, МПа:

а1:=^

пт

Принимаю для стали, МПа о1 :=

Допускаемое напряжение для стали су2 доп, МПа:

ц:=0.85

с>1доп :=су1т|

Срок службы аппарата П, лет:

П:=10

Скорость коррозии IV = (0,01—0,05), мм/год:

IV :=

Прибавка к толщине на коррозию С, м:

С.^(УУ-П)

1000 с =

Дополнительная прибавка к толщине С15 м:

0.001

Коэффициент прочности сварных швов, м:

(р:=

Высоколегированный материал

Минимальное значение предела прочности стали су2 в> МПа: о2в :=

Минимальное значение предела текучести стали су2 т, МПа: су2т :—

Коэффициент запаса прочности по пределу прочности, пв: пв :=

Коэффициент запаса прочности по пределу текучести, пр. щ:=

Нормативное допускаемое напряжение стали по пределу прочности МПа:

а2:=^

Пв

Нормативное допускаемое напряжение стали по пределу текучести, МПа:

_9. а2т

су 2.—-----

пт

Принимаю для стали, МПа су 2 :=

Допускаемое напряжение для стали сдоп, МПа:

ц:=0.85

а2доп:=с2-т]

Срок службы аппарата П, лет:

П:=10

Скорость коррозии IV = (0,01—0,05), мм/год:

№:=10

Прибавка к толщине на коррозию С, м:

с.= 0УП)

1000

с=

Дополнительная прибавка к толщине Ст, м:

0^= 0.001

Коэффициент прочности сварных швов, м:

<р:=

Толщина обечайки 5, м:

р.р

  • 5:=-----------+ С + С
  • 2-ф-а1Д0П
  • 5 :=

Принимаю 5 с последующей проверкой допускаемого давления:

$:=

2(ра1доп-(5-С)

Рдоп‘ П + 5-С

Р =

гдоп

Толщина эллиптического днища 5 м:

Р:=П

<р:=1

Р-Р

  • 5л :=-----------------+ С + С
  • 2-ф-су2Д0П-0.5-Р
  • 5 =

Принимаю $х с последующей проверкой допускаемого давления:

  • 51 :=
  • 2 • ф • о1дрп • ($1 ~ С)

Рдоп‘" Я + (51-С)0.5

Рдоп =

Толщина теплообменных труб s, м:

Длина труб I, м:

/:=

Е:=

d I Р s:=1.06---з---— + C + G

  • 100 10~6
  • s =

если

^+<0.95.Ж d N Е

s-C _ d

Принимаю s с последующей проверкой допускаемого давления:

$:=

. 1.5-Е ( d Y

^2’ о2т s-cj

^2 =

_2-E-(s-C)

Рл°п'~ td-ы

Paon =

МПа

4. Толщина трубной решетки s, м.

Наружный диаметр труб dH, м:

Шаг между трубами t, м:

t:=

Площадь ромбического сечения между трубами при расположении по шестиугольникам/, м2:

/:=0.866-t2--d2 4

f-

Наружный диаметр корпуса DH, м:

Количество труб на диаметре пр. а =

П1-

Диаметр трубной решетки Рр, м:

Вр '?= Вн

Для аппаратов типа ТН:

длина стороны а, м:

а:=?-зт(а0.017)

а =

длина стороны Ь, м:

Ь:=Г + Г-соз(а-0.017)

Ь =

Среднее арифметическое Ь, м:

а + Ь

  • •—
  • 2
  • 1 =
  • 5т;„ ??= 4 + 0.005

О

$тт

8:=—^—+С

Г-с^н

3 =

р

а:=----7---------ГС------72

3.б/1-0.7-^-Н^^

I Ь Ь _

СУ =

Напряжение в трубной решетке, МПа

Для аппаратов типа ТП, ТУ,ТК:

ф Ор-^ч

А

5:=О • |^44 + С

р с>2ф

у °^доп

Толщина плоских приварных фланцев з, м:

Высота фланца И, м:

/? :=

Диаметр болтовой окружности Иб, м:

Рб:=

Ширина паронитовой прокладки Ьо, м:

Ьо:=

Средний диаметр прокладки Dcp, м:

Dcp :=

Коэффициент удельного давления прокладки т, м:

т :=

Удельное давление пластической деформации прокладки

Зуд, МПа:

Зуд :=

Равнодействующая сила рабочего давления Q1? МН:

Qi :=^.D2.p + n.Dcp.b0mP

Сила, необходимая для обеспечения герметичности Q2, МН:

Q2 :=л-Вср0уд

Наибольшая сила Q, МН:

Q:=

Плечо наибольшей силы I, м:

Рб ~^н

  • 2
  • 1 =

Момент сопротивления изгибу W, м3:

w-=n'D»'h2-

6

W =

Напряжение во фланце о, МПа:

а:=<И W

о -

Допускаемое напряжение суг доп, МПа:

ст1доп •“

СУ < ^-доп

Условие прочности выполняется.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >