Конструктивные расчеты

       По формуле [3]:

                                                                       (2.24)

   Определяем диаметры патрубков для рабочих сред при их параметрах (затраты, скорости и плотность)
   Скорости движения теплоносителей:

-для жидкостей: 0,1 - 0,5 м/с - при самотёке;
                        0,5 - 2,5 м/с - в напорных трубопроводах;
- для пара  15 - 40 м/с;

     Диаметр патрубка для входа паров метанола в аппарат (при плотности паров метанола  ρ_n= 2,7 кг/м³)

м;

     Принимаем равным 125 мм .

    Диаметр патрубка для выхода конденсата метанола (при плотности конденсата бензола ρ_a = 744 кг/м³)

 м.

      Принимаем равным 100 мм.

  Диаметр патрубка для входа воды в аппарат

м.

  Принимаем равным 100 мм.

Диаметр патрубка для выхода воды из аппарата

 м.

  Принимаем равным 100 мм.

Гидравлическое сопротивление аппарата

    Проверяем условия выбора уравнение для расчета коэффициенту трение жидкости по стенке труб. Так как значение критерия Рейнольдса равняется Rе = 4338, этот режим движения жидкости в трубках теплообменника есть переходной. Тогда коэффициент трения определяем по формуле:

   Для приблизительных расчетов можно принимать следующие значения абсолютной шероховатости, мм:

   Трубы стеклянные и чистые цельнотянутые из латуни и меди – 0,0015-0,01; стальные новые – 0,06-0,1;

   Стальные, которые было в использовании, с незначительной коррозией – 0,1-0,2.

Для приобретения полной версии работы перейдите по ссылке.3.6 Расчет и выбор опоры

Определяем максимальные нагрузки.

Масса теплообменника согласно табл. 11.10[4]:

m_исп=590 кг.

Масса жидкости в теплообменнике при гидроиспытании (полное заполнение):

m_ж=ρ_ж(2V_дн+0,785∙D²l_ц),                                                     (3.71)                                                                                                     

где V_дн – объем эллиптического днища по ГОСТ 6533-78, м³,                    V_дн =0,0352 м³ [2];

l_ц – длина цилиндрической обечайки, м;

ρ_ж – плотность жидкости кг/м³, ρ_ж=1000 кг/м³.

M_ж=1000∙(2∙0,0352+0,785∙0,273∙4,5)=690 кг

Общая масса испарителя с жидкостью

m= m_исп+m_ж= 590+690=1280 кг                                        (3.72)                                                                                                     

Переходим к весу:

G = m∙g= 1280∙9,81=43949 Н=0,0439 МН.                           (3.73)                                                                                                     

Принимаем допущение о равномерном распределении нагрузки на две седловые опоры. Тогда поперечная сила над опорой и максимальный изгибающий момент в середине аппарата равны соответственно [2]:

Q_max=0,5∙G_max=0,5∙0,0439=0,0219 МН=21,95 кН.                        (3.74)

Горизонтальная сила (перпендикулярная к оси аппарата):

P₁=K₁₈ ∙Q_max=0,24∙0,0219=0,00527 MH,                        (3.75)

где К₁₈ – коэффициент, определяемый по рис. 14.21 [2] как функция от угла  (см. рис. 3.4).

Горизонтальная сила трения (параллельная оси аппарата):

Р₂=0,15∙Q_max=0,15∙0,0219=0,00328 MH.                            (3.76)

Площадь опорной плиты принимается конструктивно и должна удовлетворять условию

F_nR=Q_max/[ _бет]                                                                (3.77)

где [ _бет] – допускаемое напряжение сжатия бетона фундамента, принимаемое в зависимости от марки бетона (СниП В-1-62):

Марка бетона…….. 500        300        200

[ _бет], МПа ……….. 10         8           6

Принимаем [ _бет]=8 МПа для марки бетона 300.

Расчетная площадь опорной плиты равна соответственно:

F_пR=0,0219/8=0,00274 м²

Принимаем размеры плиты согласно ОСТ 26-1265-75 (см. рис. 3.4):

L₁= 620 мм – длина опорной плиты,

В₁= 260 мм – ширина опорной плиты.