Смекни!
smekni.com

Расчет пароводяного подогревателя (стр. 6 из 6)

tк=175-85=90 0С,

tт=175-20=155 0С,

γ=(0,74 155-0,74 90)=44.171,

ρ=

=5.52,

К=

=9228.37
,

Рр=(0,6+0,4 0,74+0,6 0,0002)0,59 106=2.386 МПа,

Рр=(0,6+0,4 0,74+0,0002)0,21 106=908331.35 Па,

3.10 Определяем толщину трубной решетки

, мм.

δр=

=7.89 мм,

3.11 Определяем толщину трубной решетки из условия прочности на изгиб

, м,

где D0 - диаметр окружности, на которую опирается трубная доска, м;

Рр - расчетное давление, Па;

Ψ - коэффициент, зависящий от формы и споcоба крепления трубной доски;

φ - коэффициент, учитывающий ослабление трубной решетки;

С - поправка на минусовые допуски проката, коррозию и т.д., м.

При расчетном давлении, действующем со стороны крышки, в качестве Dо принимается внутренний диаметр корпуса, поэтому Dо=Dвн, м.

В данном подогревателе используем круглые трубные доски, I не подкрепленные анкерными связями, следовательно, Ψ = 0,5.

Вычисляем коэффициент, учитывающий ослабление трубной доски,

,

где Dн - наружный диаметр кожуха, м;

N1 - наибольшее количество трубок в одном ряду, шт.;

d0 - диаметр отверстия под трубку в трубной доске, м,

d0=dн+0,0008, м.

3.12 Определяем наибольшее количество трубок в одном ряду

, шт.,

N1=

=15.71 шт.,

d0=0,029+0,0008=0,0298 м,

φ=

=0,2434,

=7,89 мм,

δр=

где К - кольцевой зазор между крайними трубками и корпусом аппарата, м;

S - шаг между трубками, м.

Производим определение толщины трубной решетки, исходя из условия надежности развальцовки:

, м,

где q - допускаемое напряжение на вырывание трубок из решетки, МПа;

Ртр - осевое усилие в наиболее нагруженной трубке, Н;

dн - наружный диаметр трубок, м.Для трубок, завальцованных с отбортовкой, q= 40 МПа.

δр=0,0158≥

,

3.13 Определяем осевое усилие в наиболее нагруженной трубке

, Н,

где δТ - толщина трубки, м; а σ- напряжение изгиба в трубной ре­шетке, МПа.

Ртр=128 106 3,14(0,029-0,001)0,001=11259.47 Н,

3.14 Расчет фланцевых соединений и болтов.

3.14.1 Определяем полное усилие, действующее на все болты флан­цевого соединения,

Q=P+Pупл , Н ,

где Р - сила внутреннего давления среды на площадь, Н;

Рупл - сила, необходимая для обеспечения плотности соединения при давлении рабочей среды, Н.

, Н,

где Dпр - средняя линия прокладки, м;

Рс - сила внутреннего давле­ния среды на площадь, Па.

3.14.2 Определяем среднюю линию прокладки

Dпр=0,5(Dн-Dв) , м,

где Dн и Dв - наружный и внутренний диаметры прокладки соот­ветственно, м.

Dпр=0,5(0,60157-0,6)=0,618 м,

Р=0,785 0,00082 0,6 106=170983.5 Н,

3.14.3 Определяем силу, необходимую для обеспечения плотности соединения,

, Н,

где q - расчетное удельное давление на единицу площади проклад­ки, Па;

Fпр - площадь прокладки, м2.

3.14.4 Вычисляем площадь прокладки

, м2.

Fпр=0,785(0,601572-0,62)=0,599943 м2,

Рупл=15,9 106 0,0015=9539 103 Н,

Q=376,8+23545,9=9710 к Н.

Расчетная нагрузка не должна вызывать повреждение про­кладки или превосходить ее прочность, поэтому следует соблюдать условие

.

Q=23922,7≤15,9 106 0,0015.

3.14.5 Определяем диаметр болта

, м,

где Q - полное усилие на все болты, Н;

Dпр - средняя линия про­кладки, м;

ŋ - поправочный коэффициент (ŋ = 0,8÷0,9);

σт – предел текучести материалов болтов при рабочей температуре (для стали марки 20 σт = 245 МПа), Па.

dБ=

=0,0925м

3.14.5 Вычисляем количество болтов во фланцевом соединении

, шт.,

где L - общая длина окружности, на которой расположены центры болтов, мм;

tб - шаг между болтами, мм.

Из конструктивных соображений шаг между болтами прини­мают в пределах 2,5÷5 диаметров болтов:

tб = (2,5÷5)dб, мм.

3.14.6 Определяем длину окружности, на которой расположены центры болтов,

L=π(Dвнк+dб+К) , мм,

где δК-толщина стенки кожуха, мм;

К - монтажный зазор (К=25÷ЗО мм), мм;

dб - диаметр болтов, мм; Dвн - внутренний диаметр корпуса, мм.

L=3,14(0,6+0,00157+4464,9+0,01)=80.77 мм,

tБ=2,5 4464,9=0.4526 мм,

Z=

=174.6 шт.,

3.14.7 Определяем расчетное усилие на болт

, Н.

РБ=

=55609.4 Н.

3.14.8 Определяем толщину приварного фланца

, м.

где r0 - радиус окружности расположения болтов, м;

r- внутренний радиус корпуса, м;

σдоп = 230 - допускаемое напряжение на изгиб, МПа;

а = 0,6 - для фланцев, подверженных изгибу.

3.14.9 Определяем радиус окружности расположения болтов

r0=(Dвнк+dб+К)0,5,м.

r0=(0,6+0,00157+4464,9+0,01)0,5=2232,76 м,

h=

=36.73 м.

Обобщение результатов механического расчета:

1.Толщина стенок кожуха и днища – δ=15,3мм.

2.Параметры трубной решетки:

расчетное давление –Р=919653.8 МПа;

толщина –δ=7,89 мм.

4. Характеристики фланцевого соединения:

количество болтов – Z=174шт.;

расчетное усилие на болт –P=55,6кН;
диаметр болтов - d=9 мм;

высота фланца - h=36,7мм.


ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

В данном курсовом проекте произведен расчет кожухотрубчатого теплообменного аппарата. По начальным данным в задании были произведены расчеты его размеров (Dв=617.4 мм), входных и выходных патрубков.Расчитан расход пара на обогрев воды Dп=8,13

. В результате пересчёта, при длине трубок 4м, получен 2-х ходовой теплообменник. Толщина кожуха такого теплообменника составила 4мм.Количество труб для прогрева с расходом воды Gв=0,0567
получено 187шт.Мощность насоса N=528.37 кВт.

Кожухотрубный рекуперативный аппарат двухходовой (противоточный).

Рис.1

Изменения температуры теплоносителей в пароводяном подогревателе.

Рис.2.