Расчет конденсатора-холодильника паров бинарной смеси метанол-вода (стр. 3 из 4)
где PR- расчетное давление в аппарате, МПа;
- предельно–допустимое напряжение для стали Х18Н10Т ГОСТ 5632-61, =145МН/м2 ; D- диаметр обечайки, мм; 
- прибавка на округление, 
- прибавка на коррозию.Проверим условие:
условие выполняетсяДопускаемое избыточное давление в обечайке:
2.2 Расчет трубных решёток
Толщину трубных решёток можно принять:
Теплообменные трубы в трубной решётке располагаются по вершинам равносторонних треугольников (шахматное расположение труб).
Это обусловлено тем, что этот способ расположения обеспечивает наиболее компактное размещение необходимой поверхности теплообмена внутри аппарата.
2.3 Подбор крышки и днища
Составными элементами корпусов химических аппаратов являются крышки и днища, которые обычно изготовляются из того же материал, что и обечайки, и привариваются к ней. Форма крышек и днища может быть эллиптической, сферической, конической и плоской. Наиболее рациональной формой для цилиндрических аппаратов является эллиптическая. Эллиптические днища и крышки изготавливаются из листового проката штамповкой и могут использоваться в аппаратах с избыточным давлением до 10 МПа. Крышки и днища подбирают стандартными по таблицам из справочной литературы.
Выбираем эллиптическое отбортованное днище СТХ18Н10Т
В днище имеются отверстия d = 0,2м, цм=0,8
Коэффициент ослабления днища отверстиями:
Толщина стенки днища с учетом прибавки
Проверим условие:
условие выполняетсяДопускаемое избыточное давление в днище:
По табл. 16.1[3,стр.440] подбираем стандартные стальные отбортованные днище и крышку с размерами (Днище 1000
6-25-Х18Н10Т ГОСТ 6533-68):Dв = 1000 мм;
h в = 250 мм;
s = 6 мм;
h = 25 мм;
2.4 Подбор штуцеров
Штуцеры должны соответствовать по конструкции и прочности рабочему давлению внутри аппарата, при этом должны обеспечивать высокую герметичность.
Штуцеры изготавливают из стальных труб необходимого размера. В зависимости от рабочего давления внутри аппарата выбирают размеры фланцев. Толщина стенок штуцеров должна определяться расчетом на плотность по рабочему давлению в аппарате и нагрузкам, возникающим от присоединенных деталей трубопроводов и арматуры, однако она не должна быть меньше половины толщины стенки аппарата, к которому они привариваются. При выборе высоты штуцеров необходимо исходить из условий закладки болтов во фланцы со стороны сосуда, а также с учетом толщины слоя изоляции, закрепляемой на поверхности аппарата.
Диаметр условного прохода (внутренний диаметр) штуцеров для подвода и отвода теплоносителей рассчитывается на основе уравнения массового расхода:
;откуда
;здесь щшт – скорость течения теплоносителя в штуцере, м/с.
Для паров смеси принимаем щшт =30 м/с, для жидкости принимаем щшт =1 м/с и для воды принимаем щшт = 4 м/с
Принимаем Dy =200 мм.
Выбираем штуцер с плоским фланцем и тонкостенным патрубком (по I типу [табл.27.1, 3] ).
d3, d4 =0,2 мм
Принимаем Dу = 200 мм
dн = 219 мм;
Dу = 200 мм;
Н = 180 мм;
l = 230 мм
s = 10
m=16,8 кг.
Материал: сталь Х18Н10Т
d2 =0,07 мм
Принимаем Dу = 100 мм
Выбираем штуцер с плоским фланцем и тонкостенным патрубком (по I типу [табл.27.1, 3] ).
dн = 121 мм;
Dу = 100 мм;
Н = 190 мм;
l = 190 мм
s = 8
m=6,72 кг.
Материал: сталь Х18Н10Т
d1 =0,3 мм
Принимаем Dy =300 мм.
Выбираем штуцер с плоским фланцем и тонкостенным патрубком (по I типу [табл.27.1, 3] ).
Принимаем Dу = 300 мм
dн = 325 мм;
Dу = 300 мм;
Н = 200 мм;
l = 270 мм
s = 10
m= 31,6 кг.
Материал: сталь Х18Н10Т
Присоединительные размеры фланцев
1. Для штуцеров с Dy =100 мм
Dу = 100 мм
dн = 108 мм
Dф = 205 мм;
Dб = 170 мм;
D1 = 148 мм;
h = 11мм
Болты М16, z=4
Тип фланца I ГОСТ 1255-67
2. Для штуцеров с Dy =200 мм
Dу = 200 мм
dн = 219 мм
Dф = 315 мм;
Dб = 280 мм;
D1 = 258 мм;
h = 15мм
Болты М16, z=8
Тип фланца I ГОСТ 1255-67
3. Для штуцеров с Dy =300 мм
Dу = 300 мм
dн = 325 мм
Dф = 435 мм;
Dб = 395 мм;
D1 = 365 мм;
h = 18мм
Болты М20, z=12
Тип фланца I ГОСТ 1255-67
2.5 Расчёт опор
Установка химических аппаратов на фундаменты или специальные несущие конструкции осуществляется большей частью с помощью опор.
Для установки нашего вертикального аппарата будем использовать опоры типа II по ОН 26-01-69-68.
Для того, чтобы выбрать опору, необходимо рассчитать вес всего аппарата в рабочем состоянии.
Вес аппарата
1) крышка+днище+фланец
2) обечайка
3) трубные решетки
4) трубы
5) штуцера
м3 
Вес всего аппарата:
Опоры лапы типа VIII [3, рис.29.1]
Теплообменник подвешены на 4-х лапах.
Число ребер в лапе z=2
Валет опоры l = 0,25
Нагрузка на одну опору = 9091,2
| L=100 | b=22 | a1=50 |
| L1=120 | b =70 | a2=105 |
| L2=90 | H=235 | R=12 |
| B =195 | h=14 | D=24 |
| B1 =85 | S=6 | M=16 |
| B2 =90 | a=25 |
Подкладной лист
3 Гидравлический расчёт
Основной целью гидравлического расчёта теплообменных аппаратов является определение затрат энергии на перемещение жидкости (пара) через теплообменник и подбор насоса или вентилятора. Подбор насоса осуществляется по следующим основным параметрам: свойствам теплоносителя, необходимой объёмной производительности, развиваемого напора и мощности двигателя. Во всех случаях при подборе насосов или вентиляторов, их паспортные характеристики должны быть не ниже требуемых по расчёту.
В общем случае мощность N (кВт), потребляемая двигателем насоса рассчитывается по уравнению:
;VВ =
; 
Где, S=рЧd2Чnв одн.х/4=3,14Ч0,0212Ч377/4=0,13 м2;
Па 
по рис.1.5 при Re=19319,5 
Определим потери давления на преодоление местных сопротивлений теплообменника.
| Вид сопротивления | о | ∑о |
| Входная и выходная камеры | 1,5 | 1,5Ч2=3 |
| Вход в трубы и выход из них | 1 | 1Ч4=4 |
| Поворот на 180є из одной секции в другую | 2,5 | 2,5Ч2=5 |
Рассчитаем скорость в штуцерах по формуле:
м/сСкоростное давление в штуцерах:
Дрск'=щш2Чс/2= 1000
4,52/2=10262,7 ПаСкорость в штуцере больше скорости в трубах, поэтому потери давления для входной и выходной камер находим по скорости в штуцерах, а потери при входе и выходе из труб и при повороте из одной секции в другую – по скорости в трубах: