Основы проектирования химических установок - Альперт Л.3.
ISBN 5-06-000508-9
Скачать (прямая ссылка):
Тэблица 5.1. Коэффициенты теплопередачи
Вид теплообмена и среда
Коэффициент теплопередачи К, Вт (M2K), для движения
Назначение теплообменника
вынужденного
свободного
От газа к газу (при невысоких давлениях) От газа к жидкости
10—40 10—60
4—12 6—20
Газовые холодильники
От жидкости к жидкости (вода)
От жидкости к жидкости (масло)
800—1700 120—270
140—340 30—60
Подогреватели и холодильники
От конденсирующегося пара к газу
От конденсирующегося пара
к воде
От конденсирующегося пара к кипящей жидкости
10—60 800—3500
6—12 300—1200 300—3500
Подогреватели Испарители
От конденсирующегося пара к органическим жидкостям
От конденсирующегося пара органических веществ к воде
120—340 300—800
60—170 230- 460
Подогреватели и конденсаторы
пературный напор равен разности температур конденсации и кипения:
конд
кип-
(5.19)
Если даже один теплоноситель не меняет своего агрегатного состояния, то разность температур при протекании его вдоль стенки, разделяющей теплоносители, будет изменяться. При этом средняя разность температур (при прямотоке и противотоке) будет определяться как среднелогарифмическая разность температур:
где Д<б — большая разность температур теплоносителей у одного конца тепло-обменного аппарата, К; AfM — меньшая разность температур у другого конца теплообменника, К-
Если отношение Д^б/Л/М<2, то можно вычислить среднюю разность температур как среднюю арифметическую:
Полученную расчетную поверхность теплообмена рекомендуется увеличить на 15—20%. По найденной поверхности теплообмена определяют конструктивные размеры: диаметр и высоту рубашки (в аппарате с рубашкой); длину труб (в трубчатом теплообменнике); высоту и диаметр змеевика; ширину каналов (в пластинчатых и спиральных) и др. Поверхность теплообмена и расчетные размеры надо привести в соответствие с действующими ГОСТами <см. § 6.3).
§ 5.3. СОДЕРЖАНИЕ МЕХАНИЧЕСКОГО РАСЧЕТА И ТРЕБОВАНИЯ К ЕГО ВЫПОЛНЕНИЮ
Механическому расчету подлежат следующие устройства и детали машин: элементы привода (редукторы, цепные и ременные передачи); рабочие органы (мешалки, штоки, поршни, цилиндры); элементы рабочих органов (валы, шестерни, шкивы, подшипники, шпонки).
К основным элементам химических аппаратов, подлежащих механическому расчету, относятся обечайки, днища, укрепления стенок в зоне отверстия, трубные решетки, тарелки, фланцевые и резьбовые соединения, крепежные детали, опоры аппаратов, перемешивающие устройства и приводы к ним.
Химическая аппаратура в процессе эксплуатации может работать при атмосферном давлении, под внутренним избыточным давлением, под вакуумом или под наружным давлением, а также при установке аппаратуры на открытых площадках под действием ветровых или сейсмических воздействий (нагрузок).
При расчете следует учитывать совместно действующие нагрузки и производить расчет на прочность аппарата при его
Д'ср = (А*в - Д'м>/[2,3 Ig (Дгб/Дгм)1,
(5.20)
Дгср = (Дгб+Дгм)/2.
(5.21)
эксплуатации в самых неблагоприятных условиях. При расчете аппаратуры (преимущественно колонной) следует учитывать массу и нагрузку площадок, лестниц и другого вспомогательного оборудования, закрепленных на ней. При механическом расчете элементов аппаратов, имеющих антикоррозионную защиту стенок (резину, пластмассу, металлический защитный покров и т. п.), наличие защиты не учитывается.
Аппаратуру из двуслойной стали, имеющей одинаковое значение коэффициента линейного расширения слоев (например, СтЗ + + 0X13), рекомендуется рассчитывать по тем же формулам, что и аппаратуру из монолитного металла, принимая за расчетную толщину стенки суммарную толщину двухслойного металла. Аппаратуру из двухслойной стали, имеющей разные коэффициенты температурного расширения слоев (например, СтЗ+12Х18Н10Т), рекомендуется рассчитывать по тем же формулам, что и аппаратуру из монолитного металла, принимая за расчетную толщину стенки только толщину основного (углеродистого) слоя, не делая при этом добавки на коррозию.
При подборе и использовании в своем проекте аппарата из числа стандартных или нормализованных конструкций необходимо выполнить поверочный расчет. Цель поверочного расчета, — определение допускаемого давления, которое может выдержать аппарат, или возникающего в нем приведенного напряжения и сравнения его с допустимым напряжением или допустимым запасом прочности.
Методика расчета ряда деталей и элементов машин установлена отраслевыми стандартами. Так, расчет на прочность и жесткость валов и осей производится по ОСТ 12.44-097—78; роторы центрифуг — ОСТ 26.01-1271—81; передачи зубчатые цилиндрические эвольвентные — ОСТ 12.44-098—78; соединения болтовые— ОСТ 12.44-120—79.
Общие требования к механическому расчету элементов аппаратов. Одним из направлений снижения металлоемкости проектируемого оборудования является усовершенствование теории расчетов деталей и их соединений на прочность. Нормы и методы расчета на прочность основных элементов химических аппаратов установлены государственными и отраслевыми стандартами:
