26
Mašinski fakultet Univerziteta u Beogradu Katedra za procesnu tehniku Toplotni i difuzioni aparati PRORACUN DOBOSASTOG IZMENJIVACA TOPLOTE SNAGE 200KW Profesor : dr Branislav Jaćimović Izradio: Asistent: dr Srbislav Genić Beograd, 2003/2004

Dobosasti izmenjivac toplote

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Dobosasti izmenjivac toplote

Mašinski fakultet Univerziteta u Beogradu

Katedra za procesnu tehniku Toplotni i difuzioni aparati

PRORACUN DOBOSASTOG IZMENJIVACA TOPLOTE SNAGE 200KW

Profesor : dr Branislav Jaćimović Izradio: Asistent: dr Srbislav Genić

Beograd, 2003/2004

Page 2: Dobosasti izmenjivac toplote

MAŠINSKI FAKULTET U BEOGRADU Procesna tehnika

Predmet: Toplotni i difuzioni aparati

List br. 2

Br. indeksa Ime i prezime Šk. god. Datum Pregledao

349/98 Agron Bakraci 2003/04

Mašinski fakultet Univerziteta u Beogradu

Katedra za procesnu tehniku Toplotni i difuzioni aparati

Profesor : dr Branislav Jaćimović Izradio: Asistent: dr Srbislav Genić Agron Bakrači 349/98

Beograd, 2003/2004

Page 3: Dobosasti izmenjivac toplote

MAŠINSKI FAKULTET U BEOGRADU Procesna tehnika

Predmet: Toplotni i difuzioni aparati

List br. 3

Br. indeksa Ime i prezime Šk. god. Datum Pregledao

349/98 Agron Bakraci 2003/04

1. Toplotni bilans t2p= 70 C – ulazna temperatura vode t2k= 90 C – izlazna temperatura vode

tsr – srednja temperatura vode Ctt

t kpsr °=

+= 80

222

2

cp2 = 4.195 J/(kg K) – specificni maseni toplotni kapacitet vode na srednjoj

temperaturi od 80 C. t1p= 260 C – ulazna temperatura ulja t1k= 220 C – izlazna temperatura ulja

tsr – srednja temperatura ulja Ctt

t kpsr °=

+= 240

211

1

cp1 = 2,859 J/(kg K) – specificni maseni toplotni kapacitet ulja na srednjoj temperaturi od 240 C.

Q=200kw - toplotna snaga izmenjivaca toplote

( ) ht

skg

ttcQm

kpp

3,675,1111

1 ==−

=

( ) ht

skg

ttcQm

kpp

57.838.2222

2 ==−

=

2. Izbor tipa izmenjivača i srednja temperaturska razlika Srednja temperaturna razlika

C

tttt

ttttt

pk

kp

pkkp °=

−−

−−−=∆ 79.159

ln

)()(

21

21

2121ln

R=2 P=0,105 ( ) 1; ≈RPε ( ) CRPttsr °=∆=∆ 159;lnε

Page 4: Dobosasti izmenjivac toplote

MAŠINSKI FAKULTET U BEOGRADU Procesna tehnika

Predmet: Toplotni i difuzioni aparati

List br. 4

Br. indeksa Ime i prezime Šk. god. Datum Pregledao

349/98 Agron Bakraci 2003/04

3. Usvajanje osnovnih geometrijskih karakteristika izmenjivača toplote Usvojen je horizontalan aparat sa U – cevima ( tip aparata U ) u kome rashladna voda protiče kroz cevi aparata u cetiri prolaza ( Npr = 4 ). Prema tabeli 5.1 iz [1] za sistem lako ulje – voda uobičajan opseg koeficijenta prolaza toplote za dobošaste izmenjivače je 300 – 700 W/(m2 K) . Pretpostavljam orjentacionu vrednost koeficijenta prolaza toplote k = 300 W/(m2/K). Usvajam cev prečnika 14 / 10 mm. Usvajam običan trouglasti raspored cevi sa korakom od 17 mm ( tabela 6.2 [1] ). Usvajam unutrašnji prečnik omotača Du = 250 mm. Na osnovu dijagrama na slici 6.7 [1] usvojeno je rastojanje između cevnog snopa i omotača od Lso = 14 mm. Broj cevi u cevnom snopu se utvrđuje pomoću crteža poprečnog preseka cevnog snopa i ona iznosi Nc =104 odnosno52 U – cevi. Površina za razmenu toplote iznosi:

219.4 mtk

QSsr

iz =∆⋅

=

Efektivna dužina cevi izmenjivača u skladu sa slikom 6.5 [1] iznosi :

mNd

SLcs

izef 92.0=

⋅⋅=π

4. Određivanje koeficijenta prelaza toplote sa strane vode Brzina strujanja vode iznosi:

sm

NN

d

mw

pr

Cu

/2.1

410401.014.38.971

38.24422

2

22 =

⋅⋅⋅

⋅=

⋅⋅⋅

⋅=

πρ

ρ2 = 971.8 kg/m3 – gustina vode na srednjoj temperaturi Rejnoldsov broj iznosi:

32840Re2

222 =

⋅⋅=

µρudw

µ2 = 355.1 10 –6 Pa s, koeficijent dinamičke viskoznosti vode na srednjoj temeraturi Posto je Re2 = 32840 > 10000, sa strane cevi je razvijeno turbulentno strujanje fluida, pa Nuseltov broj iznosi :

9.122121.232840023.0

PrRe023.0

31

8.0

231

28.0

2

=⋅⋅⋅=

⋅⋅⋅=

Nu

Nu tφ

Pr = 2.21 – Prantlov broj za vodu na srednjoj temperaturi φt2 – korekcioni faktor koji se u prvoj iteraciji uzima da je φt2 = (µ2/µg2)0.14 = 1 µg2, Pa s – koeficijent dinamičke viskoznosti vode na temperaturi na granici sloja zaprljanja i fluida Koeficijent prelaza toplote sa strane cevi iznosi:

)/(828001.0

674.09.122 222 KmWd

Nu

uu =

⋅=

⋅=

λα

λ2 = 67.4 10-2 W/(mK) – koeficijent provođenja toplote vode na srednjoj temperaturi

Page 5: Dobosasti izmenjivac toplote

MAŠINSKI FAKULTET U BEOGRADU Procesna tehnika

Predmet: Toplotni i difuzioni aparati

List br. 5

Br. indeksa Ime i prezime Šk. god. Datum Pregledao

349/98 Agron Bakraci 2003/04

5. Geometrijske karakteristike medjucevnog prostora Rastojanje izmedju pregrada Lp=150mm Precnik cevnog snopa Dcs=236mm Rastojanje izmedju cevnog snopa i omotaca Lso=14mm Povrsina karakteristicnog strujnog preseka 2012.0)( mdNDLA scDDpD =⋅−⋅=

Relativna visina okna 002828.0 ===

u

uu D

Povrsina pop. preseka izmedju omotaca i pregrade:

231002.1720

)360(m

LDA upo

upo−⋅=

−⋅⋅=

θπ

Povrsina poprecnog preseka izmedju cevi i otvora na pregradi:

( )[ ] 2322 1088.0)(4

mdLdNcoNcA scpscp−⋅=−+−⋅=

π

Povrsina pop. preseka na mestima obilaznih tokova C i F: Ab=Lp(Lso+Lb)=0.0021 2m Povrsina pop. preseka okna: Au=0.0108 2m Povrsina pop. preseka za uzduzno strujanje u oknu:

Acso=Au-Nco =⋅

4

2 πsd0.007 2m

Srednji pop. presek izmedju pregrada:

25.0 0092.0)( mAAA csoDsr =⋅=

Page 6: Dobosasti izmenjivac toplote

MAŠINSKI FAKULTET U BEOGRADU Procesna tehnika

Predmet: Toplotni i difuzioni aparati

List br. 6

Br. indeksa Ime i prezime Šk. god. Datum Pregledao

349/98 Agron Bakraci 2003/04

6. Određivanje koeficijenta prelaza toplote sa omotaca za idealni cevni snop Brzina strujanja ulja iznosi:

smAmwD

D /2.034.714012.0

75.1

1

1 =⋅

==ρ

ρ1 = 714.34 kg/m3 – gustina ulja na srednjoj temperaturi Rejnoldsov broj iznosi:

3312Re1

1 =⋅⋅

ρsDs

dw

µ1 = 604 10 –6 Pa s, koeficijent dinamičke viskoznosti ulja na srednjoj temeraturi ∆ -raspored;Re=3312 - po metodi Bel-Delaver:

519.0450.1612.0321.0

4

3

2

1

====

aaaa

092.0Re14.01 4

3 =+

= as

aa

9.106PrRe33.11

31

112

1=

⎟⎟⎟⎟

⎜⎜⎜⎜

= ta

a

s

uid

dtaN φ

KmW

dNu

s

idid 2

1 1023=⋅

=λα

Page 7: Dobosasti izmenjivac toplote

MAŠINSKI FAKULTET U BEOGRADU Procesna tehnika

Predmet: Toplotni i difuzioni aparati

List br. 7

Br. indeksa Ime i prezime Šk. god. Datum Pregledao

349/98 Agron Bakraci 2003/04

7. Odredjivanje koeficijenta prolaza toplote sa strane omotaca

( ) ( )( ) ( )

( )( )

KmWf

ffffff

LLNLLN

f

LLLL

mmLLfNC

NN

AACf

AAAr

AAAr

rrrfNN

f

idtots

lamPKCFAEotot

iup

iupPK

P

Puiu

PiPu

lam

zt

rc

tz

D

bCF

P

CPPO

CPPO

PO

AE

c

ccs

cscs

2

4.04.0

31

2

1

211

0

8.04.00

2.6771023662.0

662.0

974.01

1

2.1

1801025.1

81.021exp

158.0

537.0

766.02.2exp144.01144.0

24.0

096.1579.1171.19389.0

=⋅=⋅=

=⋅⋅⋅⋅=

=++−

++−=

===

====

=

=⎪⎭

⎪⎬

⎪⎩

⎪⎨

⎥⎥⎥

⎢⎢⎢

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−−=

=+

=

=+

=

=−−−+−=

==

=−+=

αα

ψ

ψψ

8. Određivanje koeficijenta prelaza toplote

u

s

s

s

uu

s

s ddd

Rdd

Rk

ln2

11121 ⋅

⋅+⎟⎟

⎞⎜⎜⎝

⎛+⋅++=

λαα

KmWk

k

2

33

391

00256.0010.0014.0ln

182014.0102.0

82801

010.0014.0105.0

2.67711

=

=⋅⋅

+⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ⋅+⋅+⋅+= −−

λ5 = 18 W/(mK) – koeficijent provođenja toplote izabranog čelika Otpori provođenju toplote usled zaprljanja iznose ( tabela 5.3. [1] ) : R1 = 0.5 10-3 (m2 K)/W – sa strane ulja R2 = 0.2 10-3 (m2 K)/W – sa strane vode

Page 8: Dobosasti izmenjivac toplote

MAŠINSKI FAKULTET U BEOGRADU Procesna tehnika

Predmet: Toplotni i difuzioni aparati

List br. 8

Br. indeksa Ime i prezime Šk. god. Datum Pregledao

349/98 Agron Bakraci 2003/04

9. Korekcija koeficijenta prolaza toplote U prvoj iteraciji je pretpostavljeno da je φt2 = 1. U narednim iteracijama se vrši korekcija pomoću stvarne temperature na granici sloja zaprljanja . Temperatura na granici sloja zaprljanja i vode sa spoljasnje strane cevi je :

Cttktt srsrs

srg °=−⋅−= 6.147)( 2111 α

Temperatura na granici sloja zaprljanja i vode sa unutrašnje strane cevi je :

Cttddktt srsr

u

s

usrg °=−⋅⋅+= 6.90)( 2122 α

Proračun se ponavlja sve dok se dve uzastopne vrednosti iteracije ne razlikuju za više od 1%.

Iteracija br. 1 2 3 4 tg1, °C 240 147.6 141.5 141.1 µg1, Pa s 6103.604 −⋅ 6107.1794 −⋅ 6105.1969 −⋅ 6106.1984 −⋅ φt1 1 0.859 0.847 0.8466 Nu1 106.9 91.8 90.5 90.5

αs, W/(m2 K) 677.2 581.6 573.7 573.4 tg2, °C 80 90.6 89.5 89.35 µg2, Pa s 6101.355 −⋅ 6109.314 −⋅ 6109.315 −⋅ 6105.315 −⋅ φt2 1 1.017 1.0165 1.0166 Nu2 122.9 125 124.9 124.9

αu, W/(m2 K) 8280 8500 8493 8493.2 k, W/(m2

K) 391 358 354.7 354.6

Page 9: Dobosasti izmenjivac toplote

MAŠINSKI FAKULTET U BEOGRADU Procesna tehnika

Predmet: Toplotni i difuzioni aparati

List br. 9

Br. indeksa Ime i prezime Šk. god. Datum Pregledao

349/98 Agron Bakraci 2003/04

10. Određivanje dimenzija izmenjivača toplote Potrebna površina za razmenu toplote iznosi:

255.3 mtk

QSsr

iz =∆⋅

=

Efektivna dužina cevi izmenjivača u skladu sa slikom 6.5 [1] iznosi :

mNd

SLcs

izef 78.0=

⋅⋅=π

Potrebna duzina pravog dela U-cevi prema (6.1) iznosi:

mDLL csef 71.03.0 =−= Broj pregradaje:

53.41 =+−

=p

pup L

LLN

Usvajamo 5=pN pregrada , debljine .3mmp =δ Stvarna duzina pravog dela U-cevi iznosi:

( ) =+⋅++⋅−= δδ pppupp NLLNL 1 0.82m

mm20=δ ,rastjanje od poslednje pregrade do centra savijanja cevi. Efektivna duzina U-cevi iznosi:

mDLL csef 9.03.0 =+= 11.Određivanje prečnika priključka za vodu Unutrašnji prečnik priključka se izračunava iz uslova:

22

22 2250sm

kgwp ⋅≤⋅ρ

odakle sledi da je:

md

md

p

p

045.0

164.0

2

25.02

5.022

⋅⋅≥ −ρ

Usvaja se cev DN50 ( mm9.257×φ ) Srednja brzina strujanja fluida u priključku iznosi:

sm

dmw

pp 19.14

222

22 =

⋅⋅⋅

=πρ

Page 10: Dobosasti izmenjivac toplote

MAŠINSKI FAKULTET U BEOGRADU Procesna tehnika

Predmet: Toplotni i difuzioni aparati

List br. 10

Br. indeksa Ime i prezime Šk. god. Datum Pregledao

349/98 Agron Bakraci 2003/04

12. Pad pritiska sa strane cevi

Pad pritiska usled trenja izračunava se iz formule:

Pap

wd

DLp

tr

u

cs

tr

59652

2.18.97101.0

214.3236.082.02

0424.02

22

,2

2222

,2

=∆

⋅⋅

+⋅⋅=

⋅⋅

+⋅⋅=∆

ρπ

ξ

ξ - koeficijent otpora trenja

0424.032840

68010.00002.011.0

Re6811.0

25.025.0

=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +=⎟⎟

⎞⎜⎜⎝

⎛+=

udδξ

Dcs = Du – Lso = 250 – 14 = 236 mm = 0.236 m – prečnik cevnog snopa L = 820 mm – dužina pravolinijskog dela cevi ρ2 = 971.8 kg/m3 – gustina vode na srednjoj temperaturi vode w2 = 1.2 m/s – srednja brzina strujanja fluida u priključku Pad pritiska usled lokalnih otpora izračunava se prema formuli:

2

22

,2i

ilokw

p⋅

⋅=∆ ∑ ρζ

( ) ( )[ ]

Pap

p

lok

lok

3131

2.15.015.05.05.019.15.012

8.971

.2

22,2

=∆

⋅+++++⋅+=∆

ζi – koeficijent lokalnog otpora ( dati u skladu sa tabelom 6.13 iz [1] ) wi, m/s – karakteristična brzina na mestu lokalnog otpora

Ukupni pad pritiska sa strane cevi iznosi:

loktru ppp ,2,2 ∆+∆=∆

Papu 909631315965 =+=∆

Red.broj Lokalni otpor ζi wi, m/s 1. Ulazni priključak 1.0 1.19 2. Izlazni priključak 0.5 1.19 3. Ulaz u cevi cevnog snopa ( čeona povrsina je u ravni sa cevnom

plocom) 0.5 1.2

4. Izlaz iz cevi cevnog snopa 1.0 1.2 5. Promena pravca strujanja za 90 u komorama 0.5 1.2

6. Promena pravca strujanja za 180° u U - cevi 0.5 1.2

Page 11: Dobosasti izmenjivac toplote

MAŠINSKI FAKULTET U BEOGRADU Procesna tehnika

Predmet: Toplotni i difuzioni aparati

List br. 11

Br. indeksa Ime i prezime Šk. god. Datum Pregledao

349/98 Agron Bakraci 2003/04

13. Određivanje prečnika priključka za ulje Unutrašnji prečnik priključka se izračunava iz uslova ( odeljak 6.1.7 iz [1] ):

mdmd

smkgd

m

smkgw

p

p

p

p

042.034.71475.1164.0164.0

)/(225014.3

4

)/(2250

1

25.05.025.01

5.011

2

2

211

11

2211

⋅⋅≥⋅⋅≥

⋅≤⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⋅⋅⋅

⋅≤⋅

−−ρ

ρρ

ρ

Usvajamo standardnu cev prečnika φ 48.3 / 2.6 mm – DN 40. Srednja brzina strujanja fluida u priključku iznosi:

smd

mwp

p /68.10431.014.334.714

75.14422

12

11 =

⋅⋅⋅

=⋅⋅

⋅=

πρ

Mehanički proračun

Mehanički proračun cilindričnog omotaca ( Pozicija 1 ) prema JUS M.E2.253

Radni uslovi:

• Temperatura 260 °C • Unutrašnji pritisak 4 bar

Ispitni uslovi:

• Temperatura 20 °C • Unutrašnji pritisak 5.2bar

Potrebna debljina zida omotača pri radnim uslovima za koeficijent valjanosti

21

20cc

pvSK

pDs s ++

+⋅⋅

⋅= = 13.0

48.05.1

16120

4258++

+⋅⋅

⋅ = 1.9 mm

gde su:

• Ds = 258 mm, spoljašnji prečnik omotača aparata • p = 4 bar, radni pritisak • K = 161 N/mm2, proračunska čvrstoća • v = 0.8, koeficijent valjanosti zavarenog spoja • S = 1.5, stepen sigurnosti • c1 = 0.3 mm, dodatak zbog dozvoljenog odstupanja dimenzija materijala • c2 = 1 mm, dodatak zbog smanjenja debljine lima usled korozije

Page 12: Dobosasti izmenjivac toplote

MAŠINSKI FAKULTET U BEOGRADU Procesna tehnika

Predmet: Toplotni i difuzioni aparati

List br. 12

Br. indeksa Ime i prezime Šk. god. Datum Pregledao

349/98 Agron Bakraci 2003/04

Potrebna debljina zida omotača pri ispitnim uslovima za koeficijent valjanosti zavarenog spoja

21

20cc

pvSK

pDs s ++

+⋅⋅

⋅= = 13.0

2.58.01.1

24020

2.5258++

+⋅⋅

⋅ = 1.69 mm

gde su:

• Ds = 258 mm, spoljašnji prečnik omotača aparata • p = 5.2 bar, ispitni pritisak • K = 240 N/mm2, proračunska čvrstoća • v = 0.8, koeficijent valjanosti zavarenog spoja • S = 1.1, stepen sigurnosti • c1 = 0.3 mm, dodatak zbog dozvoljenog odstupanja dimenzija materijala • c2 = 1 mm, dodatak zbog smanjenja debljine lima usled korozije

Page 13: Dobosasti izmenjivac toplote

MAŠINSKI FAKULTET U BEOGRADU Procesna tehnika

Predmet: Toplotni i difuzioni aparati

List br. 13

Br. indeksa Ime i prezime Šk. god. Datum Pregledao

349/98 Agron Bakraci 2003/04

Potrebna debljina zida omotača pri radnim uslovima za koeficijent oslabljenja usled otvora

• va = 0.6, koeficijent oslabljenje usled postojanja otvora prema slici P5.7

432.013.0513.09.2

21

21 =−−−−

=−−−−

ccsccs

a

sss

67.1)13.05()13.05250(

2.51)()( 2121

=−−⋅−−−

=−−⋅−−− ccsccsD

d

aau

u

21

20cc

pvSK

pDs s ++

+⋅⋅

⋅= = 13.0

46.05.1

16120

4258++

+⋅⋅

⋅ = 2.1 mm

gde su:

• du = 51.2 mm, unutrašnji prečnik otvora • ss = 2.9 mm, debljina zida priključka • c1s = 0.3 mm, dodatak zbog dozvoljenog odstupanja dimenzija materijala • c2s = 1 mm, dodatak zbog smanjenja debljine lima usled korozije Potrebna debljina zida omotača pri ispitnim uslovima za koeficijent oslabljenja usled otvora

21

20cc

pvSK

pDs s ++

+⋅⋅

⋅= = 13.0

2.56.01.1

24020

2.5258++

+⋅⋅

⋅ = 1.81 mm

Na osnovu proračuna dobijena je potrebna debljina od 2.1mm. Iz preporuka iz Tabele 6.4 uzimam da mi je debljina zida omotača 4 mm.

Mehanički proračun ravnih danaca ( Pozicija 2 ) i cevne ploce prema JUS M.E2.259

Radni uslovi:

• Temperatura 260 °C • Unutrašnji pritisak 4 bar

Ispitni uslovi:

• Temperatura 20 °C • Unutrašnji pritisak 5.2 bar

Proračun ravnog danceta na radne uslove( slucaj h )

Proračun se radi za neankerisana okrugla ravna danca i ploče bez dodatnog ivičnog momenta prema formuli:

5.01 )

10(

KSpDCs⋅⋅

⋅=

63.7)16110

5.14(2505.0 5.0 =⋅⋅

⋅=s mm

gde su: • C= 0.5 ( s > 3 s1), proračunski koeficijent

Page 14: Dobosasti izmenjivac toplote

MAŠINSKI FAKULTET U BEOGRADU Procesna tehnika

Predmet: Toplotni i difuzioni aparati

List br. 14

Br. indeksa Ime i prezime Šk. god. Datum Pregledao

349/98 Agron Bakraci 2003/04

• D1= 250 mm, unutrašnji prečnik aparata • p= 4 bar, radni pritisak • S=1.5, stepen sigurnosti za radne uslove • K= 161 N/mm2, proračunska čvrstoća za radne uslove •

Proračun ravnog danceta na ispitne uslove

1.6)24010

1.12.5(2505.0 5.0 =⋅⋅

⋅=s mm

gde su: • C= 0.5 ( s > 3 s1), proračunski koeficijent • D1= 250 mm, unutrašnji prečnik aparata • p= 5.2 bar, ispitnii pritisak • S=1.5, stepen sigurnosti za radne uslove • K= 240 N/mm2, proračunska čvrstoća za radne uslove

Proračunom smo dobili debljinu ravnog danceta od 8 mm.

Proračun cevne ploce na radne uslove ( slucaj g ) Potrebna debljina zida, s, okruglih ravnih ploča sa punim ocevljenjem U – cevima iznosi :

vKSp

DCs i

⋅⋅⋅

⋅⋅=101

odnosno

vK

SpDCs u

⋅⋅⋅

⋅⋅=101

Veća vrednost iz formula je merodavna za dimenzionisanje: Gde su:

• C = 0.4, proračunski koeficijent ( slucaj g – obostrano naležuća ploča ) • pu = 4 bar, pritisak u međucevnom prostoru • pi = 6 bar, pritisak u cevima • S=1.5, stepen sigurnosti za radne uslove • K= 161 N/mm2, proračunska čvrstoća materijala na radnim uslvima.

Proračunski koeficijent slabljenja određuje se prema obrascu :

za ds/du>1.2 pa prema tome: 405.06.19

2.1146.19

2.1 =−

=−

=t

dtv

s

Dobija se sledeća vrednost:

mmvK

SpDCs i 75.11405.016110

5.162504.0101 =

⋅⋅⋅

⋅⋅=⋅⋅

⋅⋅⋅=

mmvK

SpDCs u 59.9405.016110

5.142504.0101 =

⋅⋅⋅

⋅⋅=⋅⋅

⋅⋅⋅=

Prema preporuci usvajamo veću vrednost od dve dobijene i ona iznosi 12 mm.

Page 15: Dobosasti izmenjivac toplote

MAŠINSKI FAKULTET U BEOGRADU Procesna tehnika

Predmet: Toplotni i difuzioni aparati

List br. 15

Br. indeksa Ime i prezime Šk. god. Datum Pregledao

349/98 Agron Bakraci 2003/04

Proračun cevne ploče na ispitne uslove

mmvK

SpDCs i 24.8405.024010

1.162504.0101 =

⋅⋅⋅

⋅⋅=⋅⋅

⋅⋅⋅=

mmvK

SpDCs u 73.6405.024010

1.142504.0101 =

⋅⋅⋅

⋅⋅=⋅⋅

⋅⋅⋅=

gde su: • pu = 4 bar, pritisak u međucevnom prostoru • pi = 6 bar, pritisak u cevima • S=1.1, stepen sigurnosti za ispitne uslove • K= 240 N/mm2, proračunska čvrstoća materijala na ispitnim uslovima.

Iz proračuna se dobija potrebna debljina cevne ploče od 12 mm, što se slaže sa resenjem u prethodnom slučaju.

Page 16: Dobosasti izmenjivac toplote

MAŠINSKI FAKULTET U BEOGRADU Procesna tehnika

Predmet: Toplotni i difuzioni aparati

List br. 16

Br. indeksa Ime i prezime Šk. god. Datum Pregledao

349/98 Agron Bakraci 2003/04

4. Izbor prirubnica i zaptivača kao i njihovih geometriskih podataka Tabela P4.18 nam daje podatke o spoljašnjem prečniku prirubnice, prečniku podeonog kruga i prečniku rupe za vijke kao i o broju vijaku po JUS M.B6.011. Tabela P4.22 daje nam podatke o oblicima i merama zaptivnih površina cevnih prirubnica po JUS M.B6.008. Tabela P.4.26. nam daje podatke o merama ravnih zaptivača za prirubnice po JUS M.C4.110. Nazivni prečnik

i nominalni radni pritisak

Spoljasnji prečnik

Prečnik podeonog kruga

Prečnik rupe za vijak

Broj vijaka Navoj vijka

∅60.5 PN1.2

∅160 ∅130 ∅14 4 M12

∅133 PN 3

∅240 ∅200 ∅18 8 M16

∅177.3 PN 1.2

∅295 ∅255 ∅18 8 M16

∅500 PN1.2

∅645 ∅600 ∅22 20 M20

Mera zaptivne površine Unutrašnji prečnik zaptivača Spoljašnji prečnik zaptivača Debljina

zaptivača ∅110 ∅77 ∅115 2 ∅178 ∅141 ∅182 2 ∅232 ∅195 ∅237 2 ∅570 ∅520 ∅578 2

Page 17: Dobosasti izmenjivac toplote

MAŠINSKI FAKULTET U BEOGRADU Procesna tehnika

Predmet: Toplotni i difuzioni aparati

List br. 17

Br. indeksa Ime i prezime Šk. god. Datum Pregledao

349/98 Agron Bakraci 2003/04

5. Literatura

1. Dr Branislav Jaćimović,dipl.ing. ; Srbislav Genić, dipl.ing. : “Toplotne operacije i aparati“ , Mašinski fakultet, Beograd, 1992 2. Đ. Kozić, B. Vasiljević, V. Bekavac :

“Priručnik iz termodinamike”, Mašinski fakultet, Beograd, 1991.

3. B. Jaćimović, S. Genić, M. Nađ, J. Laza : “Problemi iz toplotnih operacija i aparata” , SMEITS i Mašinski fakultet, Beograd,1996. 4. M. Bogner, B. Jaćimović : “Praktikum iz osnova tehnoloških procesa i aparata”, Mašinski fakultet, Beograd, 1993. 5. prof. dr Martin Bogner, dipl.ing., Vlada Vojinović, dipl.ing., Nada Ivanović, dipl.ing. “Propisi i standardi za stabilne i pokretne posude pod pritiskom”, Mašinski fakultet, Beograd, 1993. 6. prof. dr Martin Bogner dipl.ing., mr Aleksandar Petrović dipl.ing. “Konstrukcije i proračuni procesnih aparata”, Mašinski fakultet, Beograd, 1993.

Page 18: Dobosasti izmenjivac toplote

MAŠINSKI FAKULTET U BEOGRADU Procesna tehnika

Predmet: Toplotni i difuzioni aparati

List br. 18

Br. indeksa Ime i prezime Šk. god. Datum Pregledao

349/98 Agron Bakraci 2003/04

SADRŽAJ

• Sadržaj 2 • Tehnički opis deflegmatora 3 • Proračun deflegmatora 4

1.Tehnološki proračun 4 1.1.Toplotni bilans 4 1.2.Srednja temperaturska razlika 4 1.3.Izbor tipa razmenjivača toplote i osnovne geom. karakteristike 5 1.4.Odeđivanje koeficijenta prelaza toplote sa strane cevi 6 1.5. Odeđivanje koeficijenta prelaza toplote sa strane omotača 7 1.6. Odeđivanje koeficijenta prolaza toplote 7 1.7.Korekcija koeficijenta prolaza toplote 8 1.8.Popravka dimenzija razmenjivača toplote 10

2.Strujni proračun 11 2.1.Određivanje prečnika priključka za ulaz i izlaz vode 11 2.2.Određivanje prečnika priključka za ulaz pare 11 2.3. Određivanje prečnika priključka za izlaz kondenzata 12 2.4.Pad pritiska sa strane cevi 12

3.Mehanički proračun 14

3.1.Proračun debljine zida cilindričnog omotača aparata 14 3.2.Proračun standardnog danaca 15 3.3.Proračun vijaka 19 3.4.Proračun prirubnica 21 3.5.Proračun cevnih ploča 22 3.6.Provera čvrstoće omotača usled dilatacije cevi cevnog snopa 23 3.7.Provera cevi cevnog snopa na izvijanje 24 3.8.Provera izdržljivosti uvaljanog spoja cevi i cevne ploče 24

• Literatura 25

Page 19: Dobosasti izmenjivac toplote

MAŠINSKI FAKULTET U BEOGRADU Procesna tehnika

Predmet: Toplotni i difuzioni aparati

List br. 19

Br. indeksa Ime i prezime Šk. god. Datum Pregledao

349/98 Agron Bakraci 2003/04

Page 20: Dobosasti izmenjivac toplote
Page 21: Dobosasti izmenjivac toplote
Page 22: Dobosasti izmenjivac toplote
Page 23: Dobosasti izmenjivac toplote
Page 24: Dobosasti izmenjivac toplote
Page 25: Dobosasti izmenjivac toplote
Page 26: Dobosasti izmenjivac toplote