Дослідження гідравлічних і механічних параметрів теплообмінних апаратів
Автор: Пилипців Павло Михайлович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Обладнання переробних і харчових виробництв
Інститут: Інститут механічної інженерії та транспорту
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2020-2021 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Пилипців П.М., Шеремета Р.М. (керівник). Дослідження гідравлічних і механічних параметрів теплообмінних апаратів. Магістерська кваліфікаційна робота. – Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2020. Розширена анотація. Теплообмінні апарати – обладнання, що широко розповсюджене на виробництвах переробної та харчової галузей. Вони забезпечують протікання великої кількості технологічних процесів. Для кожного з них потрібно підібрати індивідуальні параметри, такі як продуктивність процесу, потужність установки, температура речовини, що нагрівається і т.п. Щоб забезпечити безперебійне протікання процесу, необхідно забезпечити високу надійність апарату, а також його енергоефективність та економічну доцільність його виготовлення та використання. Для цього проводять попередній розрахунок теплообмінного апарату. Теплообмінні апарати призначені для передачі теплоти від середовища, що нагріває, до іншого для його нагріву або ж відведення теплоти від охолоджуваного середовища та її передачі, наприклад, у навколишнє середовище. Середовища, що беруть участь у теплообміні, називаються теплоносіями. У першому випадку теплообмінний апарат називається підігрівачем, а в другому – охолоджувачем, хоча принципової різниці між такими теплообмінними апаратами немає. Різниця тут тільки в їх призначенні. Проте теплообмінні апарати (теплообмінники) значно відрізняються між собою за принципом дії та конструктивно. Насамперед, за способом передачі теплоти від одного середовища до іншого (від одного теплоносія до іншого) теплообмінники поділяються на рекуперативні, регенеративні, змішувальні та з електричним нагріванням. У рекуперативних теплообмінниках передача теплоти від одного теплоносія до іншого здійснюється крізь стінку, що їх розділяє. В апаратах цього типу в кожній точці стінки, що розділяє теплоносії, тепловий потік зберігає незмінний напрямок. Якщо ж два або більше теплоносії поперемінно стикаються з однією й тією ж поверхнею теплообміну, то такий теплообмінний апарат називається регенеративним. У період стикання з одним з теплоносіїв стінки теплообмінного апарата одержують теплоту та акумулюють її. У наступний період з тією ж поверхнею стикається інший теплоносій, який убирає в себе акумульовану від попереднього теплоносія теплоту та нагрівається. Напрямок теплового потоку в цьому виді апаратів періодично змінюється. Рекуперативні та регенеративні теплообмінні апарати утворюють групу поверхневих апаратів. У них теплоносії стикаються з поверхнею твердої стінки (безперервно чи періодично), яка і є поверхнею теплообміну. У більшості рекуперативних апаратів відбувається безперервна передача теплоти крізь стінку від одного теплоносія до іншого. Вони мають назву апарати безперервної дії. Апарати, у яких здійснюють періодичне нагрівання або охолодження якогось середовища, називаються апаратами періодичної дії. Регенеративні теплообмінники здебільшого є апаратами періодичної дії. Але відомі регенеративні апарати безперервної дії. Це апарати, які мають рухомі стінки або насадки. У них теплоносії, що безперервно рухаються, стикаються з тією самою частиною стінки або насадкою в різний час за рахунок їх поперечного переміщення відносно напрямку руху теплоносії. В даному дослідженні було безпосередньо досліджено властивості кожухотрубних теплообмінників. Теплообмінники цього типу є найбільш поширеними, їх застосовують у промисловості та на транспорті як підігрівачі, конденсатори, охолоджувачі для різних рідких та газоподібних середовищ. Основними елементами такого теплообмінника є: кожух (корпус), трубний пучок, камери-кришки, патрубки, запірна та регулювальна арматура, контрольна апаратура, опорні конструкції, каркас. Трубний та міжтрубний простори в апараті відокремлені, і кожний з них може бути розділений за допомогою перегородок на декілька ходів. Перегородки ставлять з метою підвищення швидкості теплоносія і тим самим інтенсифікації теплообміну. Їх використовують тоді, коли виникає потреба у великій поверхні теплообміну. Кожух апарата зварюють у вигляді циліндра зі сталевих листів. Товщина стінки кожуха визначається найбільшим тиском робочого середовища в міжтрубному просторі та діаметром апарата. Об’єкт дослідження – теплообмінні апарати. Предмет дослідження – гідравлічні та механічні властивості теплообмінних апаратів. Мета дослідження: метою даного дослідження являється аналіз конструктивних особливостей рекуперативних апаратів неперервної дії, їх класифікація, а також розрахунок теплообмінних апаратів на міцність. Ключові слова – теплообмін, апарат, теплоносій, розрахунок, тиск, міцність. Перелік використаних літературних джерел: 1. Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии: Учебник для вузов. Изд.2-е. В2-х частях.: Часть 1. Теоретические основы процессов химической технологии. Гидромеханические и тепловые процессы и аппараты [текс] / Ю.И. Дытнерский- М.: Химия, 1995. – 400с.: ил. 2. Дані з інтернет ресурсу https://studopedia.com.ua/1_280607_klasifikatsiya-teploobminnih-aparativ.html. 3. Василенко С.М. Теплообмінні апарати. Основи розрахунку та вибору: курс лекцій : навч. посіб. для студ. ВНЗ / С.М. Василенко, В.В. Шутюк. – К.: УДУХТ, 2000. - 36 с.