Расчет теплообменника типа Труба в трубе

Большинство процессов химической технологии протекает в заданном направлении только при определенной температуре, которая достигается путем подвода или отвода тепловой энергии (теплоты). Процессы, скорость протекания которых определяется скоростью подвода или отвода теплоты (нагревание, охлаждение, испарение (или кипение), конденсация и другие) называют тепловыми. Движущей силой тепловых процессов является разность температур более нагретого и менее нагретого тела. Аппараты, в которых осуществляются тепловые процессы, называют теплообменниками.
Обычно в теплообменных аппаратах один из теплоносителей движется по трубам, с помощью которых чаще всего в технике формируется поверхность теплопередачи. Поэтому для расчета и рациональной эксплуатации теплообменников очень важно значение основных закономерностей переноса теплоты при движении теплоносителя в трубах.
Проведение многих технологических процессов, осуществляемых в химической аппаратуре, часто бывает связано с необходимостью подвода или отвода теплоты. Для решения этой задачи применяют различные теплоносители, которые отдают получаемую от источников теплоты энергию в теплообменниках – аппаратах, предназначенных для передачи теплоты от одного теплоносителя, нагретого до более высокой температуры, к другому.
Выбор теплоносителя для каждого конкретного случая индивидуален и определяется, прежде всего, величиной температуры нагревания и необходимостью ее регулирования. Кроме того, теплоноситель, используемый в промышленности, должен обеспечивать достаточно высокую интенсивность теплопередачи. Поэтому он должен обладать высокими значениями плотности, теплоемкости и теплоты парообразования, низкой вязкостью. Помимо этого желательно также, чтобы теплоноситель был негорюч, нетоксичен, термостоек, не оказывал разрушающего влияния на материал теплообменника и вместе с тем был достаточно доступен и дешев.
Наиболее доступными и распространенными охлаждающими агентами являются вода и воздух. Но наряду с этими используют...

Расчеты, проводимые по любому из приближенных методов показывают, что реализовать процесс теплообмена в пределах заданных значений параметров возможно, как правило, ни одним, а некоторыми способами конструкционного оформления теплообменной аппаратуры. Например, можно варьировать число и диаметр труб теплообменной аппаратуры, диаметр кожуха, число ходов и количество перегородок в межтрубном пространстве в рамках конструктивных вариантов теплообменной аппаратуры выпускаемых промышленностью.
Различные варианты оформления процесса теплообмена обычно оказываются неравноценными по многим показателям. Выбор может быть сделан на основе приемлемого значения одного или нескольких параметров.
По заданным значениям в результате теплового расчёта была определена необходимая площадь теплопередающей поверхности и выбран теплообменник с F = 31 м2.
В конструктивном расчёте рассчитаны диаметры штуцеров, фланцев, выбраны крышки, опоры, прокладки крепёжных элементов и т.п.
В гидравлическом расчёте определены величины сопротивления, вносимого теплообменником в систему технологических трубопроводов, и мощности, необходимой для перемещения теплоносителей.