Расчет на прочность пластинчатого теплообменника НН № 65ТС-16
Краткое сожержание материала:
Размещено на
Курсовая работа
«Расчет на прочность пластинчатого теплообменника НН № 65ТС-16»
Введение
Настоящий расчет распространяется на пластинчатый теплообменник НН № 65ТС-16
Пластинчатый теплообменник (рисунок 1) состоит из неподвижной передней плиты 1 и подвижного механизма (прижимная плита 2, пакет пластин 8) с функцией торцевой крышки. Несколько пластин определенной формы расположены между неподвижной плитой для обеспечения процесса передачи тепла (теплообмена). По периметру эти пластины оснащены резиновыми прокладками 10, имеющими форму кольца. Неподвижная плита, пакет пластин и прижимная плита скреплены вместе с помощью шпилек стяжных 6.
Неподвижная плита оснащена четырьмя отверстиями для обеспечения входа - выхода сред.
1. Условия работы
1.1 Основные технические данные и характеристики, участвующие в расчете, приведены в таблице 1 /1/
Таблица 1
|
Наименование характеристики |
Значения для |
||
|
Горячая сторона |
Холодная сторона |
||
|
Расчетное давления Р, МПа |
1,6 |
||
|
Рабочая среда |
Кислый Газ |
Вода |
|
|
Рабочая температура среды, оС |
150 |
||
|
Расчетная температура стенки Т, оС |
150 |
||
|
Минимально допустимая отрицательная температура стенки Т, оС |
-20 |
||
|
Масса пустого теплообменника, кг |
1772 |
||
|
Масса заполненного теплообменника, не более, кг |
1935 |
||
|
Расчетный срок службы, лет |
15 |
2. Конструкционные материалы
2.1 Основные физико-механические свойства материалов деталей, участвующих в расчете приведены в таблице 2 /2,3/
Таблица 2
|
Конструкционный элемент |
Марка материала |
Температура Т, оС |
Предел текучести Rтр0,2 , МПа |
Предел прочности Rтm , МПа |
Номинальное допус-каемое напряжение [], МПа |
Модуль упругости Ет.10-5, МПа |
Коэффициент линей-ного расширения т.106, 1/ оС |
|
|
Плита неподвижная 1; плита прижимная 2 |
09Г2С, ГОСТ 19281-89 |
20 150 |
280 265 |
440 430 |
183,3 176,7 |
2,10 2,02 |
- 12,2 |
|
|
Направляющая верхняя 3 |
Сталь 3 пс, ГОСТ 535-88 |
20 150 |
250 224 |
373 353 |
155,4 147 |
2,00 1,92 |
- 12,2 |
|
|
Направляющая нижняя 4; стойка задняя 5 |
Сталь 3, ГОСТ 535-88 |
20 150 |
250 224 |
373 353 |
155,4 147 |
2,00 1,92 |
- 12,2 |
|
|
Резьбовая часть направляющей верхней, резьбовая часть направляющей нижней |
09Г2С, ГОСТ 19281-79 |
20 150 |
280 265 |
440 430 |
140 132,5 |
2,10 2,02 |
- |
|
|
Шпилька стяжная 6; болт 9, 11, 12, 13, болты крепления фланцев подвода рабочих сред |
Сталь 45 КП640 ГОСТ 1050-88 |
20 150 |
640 580 |
785 746 |
320 290 |
2,15 2,07 |
- 12,2 |
|
|
Гайка 7 |
Сталь 35 КП640 ГОСТ 1050-88 |
20 150 |
640 580 |
785 746 |
320 290 |
2,10 2,00 |
- 12,2 |
2.2 Допускаемые напряжения
Номинальное допускаемое напряжение, независящее от расчетного ресурса, или расчетного ресурса 105 ч принимается минимальным из следующих значений / 2,3 /.
где , - минимальное значение временного сопротивления и предела текучести при расчетной температуре;
= 1,5; = 2,4 - коэффициенты запаса для элементов оборудования, изготовленных из углеродистой и теплоустойчивой стали.
Допускаемые напряжения в условиях гидравлического испытания принимаются равными
Номинальные допускаемые напряжения в болтах или шпильках от давления и усилия затяга
где = 2,0.
Допускаемые напряжения металла шпилек с одинаковыми номинальными диаметрами резьбы и гладкой части в условиях гидравлического испытания принимаются равными
или
3. Гидравлические испытания
Давление гидравлических испытаний пластинчатого теплообменника определяется по формуле / 4 /
МПа,
где Р - расчетное давление;
- номинальное допускаемое напряжение при температуре гидравлических испытаний;
- номинальное допускаемое напряжение при расчетной температуре.
Отношение принято для материала плиты неподвижной как минимальное, согласно / 4 /.
Принятое давление гидравлических испытаний на заводе изготовителе МПа. Для расчета давление гидравлических испытаний принято МПа.
4. Расчет по выбору основных размеров
4.1 Расчет по выбору толщин торцевых плит
Номинальная толщина прямоугольной крышки (плита неподвижная 1 и плита прижимная 2, рисунок 1) должна быть не менее определенной по формуле /2/
где - расчетная толщина стенки при расчетном давлении, мм;
- расчетная толщина стенки при давлении гидравлических испытаний, мм;
- коэффициент /2/;
В - длина в свету меньшей стороны в свету прямоугольной крышки (рисунок 2), мм;
m - ширина прокладки, мм;
- расстояние между шпильками стяжными по ширине плиты, мм;
- коэффициент, учитывающий отношение сторон прямоугольника крышки / 2 /;
А - длина в свету большей стороны в свету прямоугольной крышки (рисунок 2), мм;
Р - расчетное давление, МПа;
Рh - давление гидравлических, МПа;
= 1 - коэффициент, учитывающий прочность сварных швов;
= 153,3 МПа - номинальное допускаемое напряжение для материала плит при расчетной температуре;
= 254...
Тепловой расчет кожухотрубного и пластинчатого теплообменника
Кожухотрубные теплообменники как аппараты, выполненные из пучков труб, собранных при помощи трубных решеток. Коэффициент теплопередачи пластинчатого в...
Проектирование поверхностного теплообменника
Характеристика теплообменника с плавающей головкой (конструкция, размеры, рабочая среда). Выбор конструкционного материала. Расчет деталей на прочност...
Кожухотрубчатые теплообменные аппараты
Проектирование рекуперативных теплообменных аппаратов. Тепловой конструктивный расчёт рекуперативного кожухотрубчатого теплообменника, а также теплово...
Расчет кожухотрубного теплообменника ТП 1
Анализ аналога пластинчатого подогревателя, описание его достоинств и недостатков. Определение гидравлических и прочностных показателей, расчет теплов...
Расчет кожухотрубчатого теплообменника
Определение свойств теплоносителей. Оценка коэффициента теплопередачи и ориентировочной поверхности теплообмена. Конструкция вертикального кожухотрубч...
