Материал: Теплообменное оборудование предприятий
Допускаемое напряжение на изгиб из для стальных трубных
досок не должно превышать 1000 кг/см2.
При расчёте аппаратов низкого давления следует учитывать напряжения, возникающие в трубных досках от массы трубок и массы
рабочей среды, которые увеличивают расчётное значение p |
на ве- |
|||
личину |
|
|
|
|
q |
4 G |
, кг/см2, |
(8.39) |
|
D2 |
||||
|
|
|
||
|
в |
|
|
|
где G – масса трубок вместе с рабочей средой, кг; Dв – внутренний диаметр аппарата, см.
8.9. Расчёт вертикальной неподвижной опоры
Опоры вертикальных теплообменных аппаратов выполняют обычно сварными из стальных листов и проката (рис. 8.14).
Рис. 8.14. Приварные опоры вертикального аппарата
Число опор – от двух до четырёх, их расчет производится по максимальной массе аппарата Gmax при заполнении его водой для
проведения гидравлических испытаний.
Общая площадь всех опор F должна быть:
|
|
G |
2 |
|
|
F |
|
max |
, см |
. |
(8.40) |
|
|||||
|
|
фунд |
|
|
|
Допускаемое напряжение |
фунд |
в фундаментах из бетона при- |
|||
нимают равным 20 кг/см2, в фундаментах из кирпичной кладки они составят 7–8 кг/см2.
161
Нагрузка, приходящаяся на одну из |
n опор |
|
|||||
|
Q |
Gmax |
|
. |
|
(8.41) |
|
|
n |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
||
Толщина ребра опоры рассчитывается по формуле |
|
||||||
Sр |
|
2,24 Q |
|
, |
(8.42) |
||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|||
k m a из
где m– число рёбер в опоре; a – вылет опоры; из – допускаемое напряжение на изгиб, принимаемое для стали не более 1000 кг/см2;
k – поправочный коэффициент. |
|
|
|
|
|
||||
|
Поправочный коэффициент |
k зависит от гибкости ребра по его |
|||||||
гипотенузе; для определения |
k находят радиус инерции ребра: |
|
|||||||
|
|
|
r 0,289 Sp , см , |
|
|
(8.43) |
|||
и гибкость его по гипотенузе |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
l |
l |
. |
|
|
(8.44) |
|
|
|
|
0,289 Sp |
|
|
||||
|
|
|
|
r |
|
|
|
|
|
|
Численное значение k |
определяют в зависимости от : |
|
||||||
|
0 |
25 |
50 |
75 |
100 |
125 |
150 |
175 |
200 |
k |
1,0 |
0,95 |
0,89 |
0,77 |
0,61 |
0,45 |
0,33 |
0,25 |
0,2 |
Приведенный расчёт опоры производится в следующей последовательности: задаются коэффициентом k , числом рёбер в одной опоре m и вылетом опоры a , затем по формуле (8.42) определяют толщину ребра Sр ; по формуле (8.44) определяют гибкость ребра по
гипотенузе ; по величине находят в таблице значение k , которое должно быть равно или превышать принятое в начале расчёта. При несовпадении расчёт повторяют.
Выводы
162
В разделе 8 представлена методика расчёта элементов и узлов теплообменников на прочность, приведены конструкционные материалы, их классификация и области их применения.
Вопросы для самоконтроля
1.В чём разница в методах расчёта по предельным напряжениям и предельным нагрузкам?
2.По каким характеристикам классифицируются стали?
3.Перечислите легирующие элементы.
4.Как различаются стали в зависимости от способа выплавки?
5.Какими буквами обозначаются основные легирующие элементы?
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
163
Вы ознакомились с курсом «Тепломассообменное оборудование предприятий». Курс лекций знакомит с классификацией теплообменников, основными физическими свойствами теплоносителей, выбором оптимальных соотношений скоростей теплоносителей, этапами расчёта теплообменного оборудования и методами оценки энергетической эффективности. Предложенный материал включает в себя широкий спектр конструкций, сферу использования и основы расчёта теплообменников, применяемых в различных областях промышленности: рекуперативных (парожидкостных, жидкостно-жидкостных, газожидкостных, газо-газовых), регенеративных и смесительных.
Конечно, нельзя объять необъятное. Поэтому для получения более глубоких знаний и практических навыков расчёта необходима самостоятельная работа.
После каждого раздела отмечены «основные вопросы», на которые следует обратить особое внимание.
Значительная часть изложенного материала (особенно, расчётные критериальные уравнения) представляет собой эмпирические (т.е. опытные) зависимости. «Выучить» всё это невозможно, да и не нужно
– надо их понять и научиться ими пользоваться, чтобы, столкнувшись с подобными вопросами на производстве, не испытывать особых проблем.
Ниже приводятся тесты для самоконтроля. На каждый вопрос приведены четыре ответа, при этом лишь один из них правильный.
Тесты
164
№ п/п |
|
Вопросы |
|
Ответы |
|
|
|
|
|
||
1. |
По способу передачи теплоты тепло- |
1. |
подогреватели, испарители, холодильни- |
||
|
обменные аппараты классифицируют- |
ки, калориферы, радиаторы |
|
||
|
ся следующим образом: |
2. |
рекуперативные (поверхностные), регене- |
||
|
|
|
ративные, смесительные (контактные) |
||
|
|
|
3. |
парожидкостные, газожидкостные, жид- |
|
|
|
|
костно-жидкостные, газо-газовые |
|
|
|
|
|
4. |
высокотемпературные, среднетемпера- |
|
|
|
|
турные, криогенные, низкотемпературные |
||
2. |
По характеру температурного режи- |
1. |
высокотемпературные, среднетемпера- |
||
|
ма теплообменные аппараты класси- |
турные, низкотемпературные, криогенные |
|||
|
фицируются следующим образом: |
2. |
подогреватели, испарители, холодильни- |
||
|
|
|
ки, калориферы, радиаторы |
|
|
|
|
|
3. |
с установившимся (стационарным) тепло- |
|
|
|
|
вым режимом, с неустановившимся (неста- |
||
|
|
|
ционарным) тепловым режимом |
|
|
|
|
|
4. |
рекуперативные, регенеративные, смеси- |
|
|
|
|
тельные |
|
|
3. |
Рабочий диапазон среднетемператур- |
1. |
до 200 ºС |
|
|
|
ных процессов |
и установок со- |
2. |
от 150 до 700 ºС |
|
|
ставляет … |
|
2. |
свыше 200 ºС |
|
|
|
|
3. |
ниже 300 ºС |
|
4. |
Идеальный теплоноситель должен об- |
1. |
низкая плотность, вязкость, теплопро- |
||
|
ладать следующими физическими |
водность, высокая теплоёмкость и теплота |
|||
|
свойствами: |
|
фазового перехода |
|
|
|
|
|
2. |
высокая плотность, вязкость, теплота фа- |
|
|
|
|
зового перехода, низкая теплопроводность и |
||
|
|
|
теплоёмкость |
|
|
|
|
|
3. |
низкая вязкость, теплопроводность, высо- |
|
|
|
|
кая теплоёмкость, плотность и теплота фа- |
||
|
|
|
зового перехода |
|
|
|
|
|
4. |
высокая плотность, теплоёмкость, тепло- |
|
|
|
|
проводность и теплота фазового перехода, |
||
|
|
|
низкая вязкость |
|
|
5. |
Скрытая теплота парообразования или |
1. |
количество теплоты, выделяющейся при |
||
|
конденсации – это … |
конденсации 1 кг пара при данном давлении |
|||
|
Какая из формулировок неверна? |
2. |
количество теплоты, которое надо затра- |
||
|
|
|
тить, чтобы 1 кг кипящей воды при данном |
||
|
|
|
давлении превратить в пар |
3. коли- |
|
|
|
|
чество теплоты, которое выделяется при |
||
|
|
|
конденсации 1 кг пара или которое надо за- |
||
|
|
|
тратить, чтобы 1 кг кипящей воды превра- |
||
|
|
|
тить в пар при данном давлении |
4. ко- |
|
|
|
|
личество теплоты, которое надо затратить, |
||
|
|
|
чтобы 1 кг пара при данном давлении пре- |
||
|
|
|
вратить в воду |
|
|
|
|
|
|
|
|
6. |
В системе СИ коэффициент тепло- |
1. |
Вт/(м2∙К) |
|
|
|
передачи измеряется в … |
2. |
Дж/(кг∙К) |
|
|
|
|
|
3. |
Вт/(м∙К) |
|
165