1. Описание аппарата

В стационарных энергетических паротурбинных установках охлаждение масла осуществляется в теплообменниках, называемых маслоохладителями. По конструктивным признакам маслоохладители можно для паровых турбин можно разделить на следующие основные типы: кожухотрубные, пластинчатые, специальные. Кожухотрубные маслоохладители находят применение в стационарных энергетических установках различного назначения.
Схема аппарата показана на рисунке 1.1. Верхняя водяная камера 1 с помощью шпилек соединяется с верхней трубной доской. К фланцу на верхнем конце корпуса 3 крепится крышка.
Охлажденная вода через патрубок поступает в нижнюю водяную камеру 5 и из неё движется по трубам 3 вверх и вниз в четыре хода. На четвертом ходу вода вновь оказывается в нижней водяной камере, откуда через патрубок направляется к потребителю. Проходя внутри трубок, вода воспринимает теплоту масла и подогревается до требуемой температуры.
Масло, являющееся греющим теплоносителем, через патрубок поступает в межтрубное пространство, разделенное поперечными перегородками в виде чередующихся дисков и колец, что создает зигзагообразное течение масла навстречу воде, а так же поперечное омывание трубок маслом.
Идея конструкции заключается в том, чтобы полностью обеспечить поперечное обтекание трубок. Поэтому в центре трубок нет. Масло выводится из межтрубного пространства через патрубок. Компенсация температурных расширений трубной системы относительно корпуса обеспечивается с помощью мембраны 2 установленной в верхней части аппарата. Для создания в аппарате 4‑х ходов воды в нижней водяной камере 5 имеется Т-образная перегородка, а в верхней камере 1 продольная перегородка. [4]

Рисунок 1 – Схема маслоохладителя

2. Расчет недостающих термодинамических параметров

Недостающие термодинамические параметры находят исходя из уравнения теплового баланса. Вид уравнения теплового баланса может быть различным в зависимости от агрегатного состояния теплоносителей.
Исходные данные:
Греющий теплоноситель – масло;
Нагреваемый теплоноситель – вода;
G1 =300 т/ч – расход греющего теплоносителя;
G2 =160 т/ч – расход нагреваемого теплоносителя;
Р1 = 0,2 МПа – давление греющего теплоносителя;
Р2 = 0,17 МПа – давление нагреваемого теплоносителя;
t= 60 °C – температура греющего теплоносителя на входе;
t= 20 °C – температура нагреваемого теплоносителя на входе;
t = 35 °C – температура нагреваемого теплоносителя на выходе;
Найдем недостающие параметры
Для двух теплоносителей, не меняющих своего фазового состояния в процессе теплообмена, уравнение теплового баланса имеет вид:

, 		 	 (2.1)

где 	Q – тепловая мощность калорифера, кВт;
G1 – массовый расход греющего теплоносителя, кг/с;
G2 – массовый расход нагреваемого теплоносителя, кг/с;
 – теплоемкость греющего теплоносителя (турбинное масло Т30), согласно [1]
 нагреваемого теплоносителя (вода), согласно [2]
 – коэффициент удержания теплоты изоляцией
Найдем температуру греющего теплоносителя на выходе

 								(2.2)
=42 ͦ С

Тепловая мощность маслоохладителя, Q, кВт:

						(2.3)
кВт

3. Тепловой и конструктивный расчёты

Цель расчета – определение основных габаритных размеров аппарата, в частности, диаметра обечайки и длины теплообменных трубок.
Расчет среднего температурного напора.
График изменения температур теплоносителей приведен на рисунке 2.

Рисунок 2. График изменения температур теплоносителей

Разность входа и выхода греющего теплоносителя

										(3.1)

Разность входа и выхода нагреваемого теплоносителя

									(3.2)

Учитывая то, что  среднеарифметический температурный напор для чистого противотока определяем по формуле

									(3.3)
0С.

Тогда среднеарифметический температурный напор для перетока определяем по формуле

									(3.4)
где  при числе ходов 4
0С.

Принимаем шахматную компоновку:

Рисунок 3 – Шахматная компоновка

Определяем шаг

									(3.5)

Расчет количества трубок в теплообменнике
Число ходов воды назначаем z = 4
Задаемся скоростью воду в трубках 2 =1,1 м/с
Расчетная поверхность теплообмена fx, м2, определяется по формуле

, 					 	 (3.6)

где G – расход нагреваемого теплоносителя, т/ч;
– плотность нагреваемого теплоносителя, кг/м3,= 996,07 определяем при помощи программы WaterSteamPro
– скорость теплоносителя, м/с2
=0,04 м2
Площадь поперечного сечения одной трубки составляет

где  – внутренний диаметр трубок, м, dвн = 0,014;

0,00015 м2

Общее количество трубок m, шт., в теплообменнике находим по формуле

,									 	(3.7)

где n – количество трубок в одном ходу теплообменника, шт., определяем по формуле

,								 	 (3.8)
= 264 шт.;
шт.

Ориентировочный диаметр трубной доски

Расчет коэффициента теплоотдачи со стороны нагреваемого теплоносителя
Найдем средние температуры теплоносителей,  оС

 									(3.9)
 оС
 оС

Рассчитаем температуру стенки , оС

где – средняя температура греющего теплоносителя
 – средняя температура нагреваемого теплоносителя

 оС;.
 оС;.

Число Рейнольдса Re вычисляется по формуле:

,		 							 (3.10)

где - внутренний диаметр трубки, =14 мм.
- кинематическая вязкость воды, м2/с, определяем при помощи программы WaterSteamPro
 – турбулентный режим течения
Коэффициент теплоотдачи при турбулентном движении воды внутри канала вычисляется по уравнению Михеева

,						 (3.11)

Re – число Рейнольдса;
Pr – число Прандтля теплоносителя, Pr = 5,84;
при  оС по WaterSteamPro находим ;
;
Средний коэффициент теплоотдачи со стороны нагреваемого теплоносителя , Вт/(м2·К), определяется по формуле:

,									 (3.12)

где - средний коэффициент теплопроводности, Вт/(м·К), ;
 Вт/(м2·К);
Расчет коэффициента теплоотдачи со стороны греющего теплоносителя
Задаемся скоростью масла 1 =0,9 м/с
Число Рейнольдса Re вычисляется по формуле:

,									 (3.13)

где - кинематическая вязкость масла, определяем из таблицы П -7 [1] (турбинное масло Т30);
 – ламинарный режим течения
Коэффициент теплоотдачи при ламинарном движении масла внутри канала вычисляется по уравнению из [5] страница 41:

,						 (3.14)

Pr – число Прандля теплоносителя, Pr = 417;
Prст – число Прандтля при температуре стенки, находим по таблице П – 7 [1],
;
;
Средний коэффициент теплоотдачи со стороны греющего теплоносителя , Вт/(м2·К), определяется по формуле:

,									 (3.15)

где - средний коэффициент теплопроводности, Вт/(м·К), ;
 Вт/(м2·К);
Уточняем температуру стенки:
оС;
Так как расчётная температура стенки отличается от ранее принятой более, чем на 1оС, то расчёт коэффициентов теплоотдачи повторяем с заданной температурой.
Зададим температуру стенки , оС
=31 оС;.
Число Рейнольдса Re вычисляется по формуле:

,									 (3.10)

где - внутренний диаметр трубки, =14 мм.
- кинематическая вязкость воды, м2/с, определяем при помощи программы WaterSteamPro
 – турбулентный режим течения
Коэффициент теплоотдачи при турбулентном движении воды внутри канала вычисляется по уравнению Михеева

,						 (3.11)

Re – число Рейнольдса;
Pr – число Прандтля теплоносителя, Pr = 5,84;
при  оС по WaterSteamPro находим ;
;
Средний коэффициент теплоотдачи со стороны нагреваемого теплоносителя , Вт/(м2·К), определяется по формуле:

,									 (3.12)

где - средний коэффициент теплопроводности, Вт/(м·К), ;
 Вт/(м2·К);
Расчет коэффициента теплоотдачи со стороны греющего теплоносителя
Задаемся скоростью масла 1 =0,9 м/с
Число Рейнольдса Re вычисляется по формуле:

,									 (3.13)

где - кинематическая вязкость масла, определяем из таблицы П -7 [1] (турбинное масло Т30);
 – ламинарный режим течения
Коэффициент теплоотдачи при ламинарном движении масла внутри канала вычисляется по уравнению из [2] страница 41:

,						 (3.14)

Pr – число Прандля теплоносителя, Pr = 417;
Prст – число Прандтля при температуре стенки, находим по таблице П – 7 [1],
;
;
Средний коэффициент теплоотдачи со стороны греющего теплоносителя , Вт/(м2·К), определяется по формуле:

,									 (3.15)

где - средний коэффициент теплопроводности, Вт/(м·К), ;
 Вт/(м2·К);
Уточняем температуру стенки:
оС;
Так как расчётная температура стенки не отличается от ранее принятой более, чем на 1оС, то расчёт коэффициентов теплоотдачи считаем законченным.
Расчет поверхности теплообмена
Расчёт коэффициента теплопередачи.
Коэффициент теплопередачи , Вт/(м2·К), рассчитывается по формуле для плоской стенки:

,							 (3.16)

где  – толщина стенки трубки, м, ;
 – коэффициент теплопроводности материала трубок из таблицы 10 [1], Вт/(м·К), ;
 – коэффициент снижения теплопередачи из-за термического сопротивления загрязнений поверхности теплообмена, ;
 Вт/(м2·К);
Расчётная площадь поверхности теплообмена , м2, определяется по формуле:

;									 (3.17)
м2;

Активная длина теплообменных трубок , м, находиться по формуле

,							 	 	(3.18)

где Fр – расчетная поверхность теплообмена, м2,
- общее число труб, шт.;
= 5,22 м.
Определение конструктивности аппарата.
Конструктивность K аппарата должна лежать в интервале (1,52 – 5…7) и определяется по формуле:

,									 	(3.19)

где - активная длина теплообменных трубок, м;
Dтр – диаметр трубной доски, м, выбирается конструктивно;
6,53,
что удовлетворяет условию: 1,52< 6,53 <5–7.
Количество тарелок

								(3.20)

Компоновка трубного пучка приведена на рисунке 4

Рисунок 4 – Разбивка по равносторонним треугольникам

4. Гидравлический расчет

Определение гидравлического сопротивления по водяной стороне
Суммарное гидравлическое сопротивление со стороны нагреваемого теплоносителя ∆Р2, Па, определяется по формуле:

∆Р2 = ∆Ртр2 + ∆Рмес2,								 (4.1)

где ∆Ртр2 – потеря давления, обусловленная сопротивлением трения, Па, определяется по формуле:

							 (4.2)

где  – длина трубки, м

									 (4.3)

коэффициент трения по формуле Блазиуса при турбулентном течении будет равен

∆Ртр2 = Па;
∆Рмес2 – потеря давления, обусловленная местными сопротивлениями, Па, определяется по формуле

∆Рмес2= , 								 (4.5)

где  – сумма коэффициентов местных сопротивлений, определяется по формуле:

 (4.6)

где – коэффициент местного сопротивления на удар и поворот во входной и выходной водяных камерах;
 коэффициент местного сопротивления на вход в трубки;
коэффициент местного сопротивления на выход из трубок по прямому направлению;
коэффициент местного сопротивления на поворот потока воды в водяной камере на 180 ͦ
∆Рмес2=  Па;
∆Р2 = 25000 + 9943 = 34943 Па;
Затраты мощности на прокачку воды N2, кВт, определяются по формуле:

; 									 (4.7)
 кВт;

Определение гидравлического сопротивления по масляной стороне
Суммарное гидравлическое сопротивление со стороны греющего теплоносителя ∆Р1, Па, определяется по формуле:

∆Р1 = ∆Ртр1 + ∆Рмес1,								 (4.8)

Коэффициент сопротивления одного ряда пучка по направлению движения масла определяем по номограмме рисунок 122 [3], составленной применительно к шахматным пучкам с постоянным сечением межтрубного пространствам

при  и 

Потери напора масла на преодоление сопротивления собственно трубного пучка, Па

								(4.9)

где  – число ходов масла
i=14 – число поперечных рядов труб, пересекаемых перпендикулярно маслом по направлению a‑б (см. рисунок 4).

Потери напора на преодоление местных сопротивлений

∆Рмес1= , 								(4.10)

где  – сумма коэффициентов местных сопротивлений, определяется по формуле

								(4.11)
∆Рмес1=  Па;
∆Р1 = 68520,8 + 12235,9 =80756,7 Па;

Затраты мощности на прокачку масла N1, кВт, определяются по формуле

; 									 (4.12)
 кВт;

Гидравлический расчет патрубков
Патрубки предназначены для и вывода ввода теплоносителя из теплообменного аппарата.
Патрубок представляет собой сборочную единицу в виде отрезка стандартной трубы определенной длины с приваренным к ней фланцем. В случае отсутствия фланца и наличия у трубы стандартной резьбы, патрубок называют штуцером.
Определение внутреннего диаметра патрубков
Для определения внутреннего расчетного диаметра патрубка воспользуемся уравнением неразрывности (сплошности) потока

, (4.13)

где G – массовый расход теплоносителя, т/ч;
- площадь поперечного сечения патрубка, м2;
- плотность теплоносителя в патрубке, кг/м3;
- скорость теплоносителя в патрубке, м/с.
Тогда площадь внутреннего поперечного сечения патрубка f, м2, находим по формуле

. (4.14)

Внутренний диаметр патрубка , м, рассчитывают по формуле:

.										 (4.15)

Расчёт масляных патрубков
G – массовый расход теплоносителя, т/ч, G = 300;
- скорость теплоносителя в патрубке, м/с = 0,9;
 – плотность теплоносителя в патрубке, кг/м3, = 863,2
Внутренний диаметр масляного патрубка , м
=0,37 м
Расчётный диаметр патрубка округляем до ближайшего нормализованного значения. Принимаем стандартные патрубки, изготовленные из стали ВСт 3 сп 4 по ГОСТ 1235 – 54 из таблицы 20.5 [4]:
– условный диаметр dу = 350 мм;
– наружный диаметр dн =377 мм;
– толщина стенки трубы δ =9 мм.
– уточненный внутренний dвн =359 мм
Расчёт водяных патрубков
G – массовый расход теплоносителя, т/ч, G = 160;
- скорость теплоносителя в патрубке, м/с = 1,1;
 – плотность теплоносителя в патрубке, кг/м3, = 996,07 кг/
Внутренний диаметр водяного патрубка , м,
=0,23 м
Расчётный диаметр патрубка округляем до ближайшего нормализованного значения. Принимаем стандартные патрубки, изготовленные из стали ВСт 3 сп 4 по ГОСТ 1235 – 54 из таблицы 20.5 [4]:
– условный диаметр dу = 250 мм;
– наружный диаметр dн = 273 мм;
– толщина стенки трубы δ = 8 мм.
– уточненный внутренний dвн =257 мм
Подбор фланцев
Стандартные фланцы принимаются по условному диаметру dy и давлению, и их размеры представлены в таблице 3. Патрубок с присоединенным к нему фланцем показан на рисунке 5.
Размеры фланца выбираются по ГОСТ 1070–580 таблице 20.5 [4]

Таблица 3 – Размеры фланцев плоских приварных для патрубков
Фланцы	Dу	Dн	Dф	D1	Dб	dб	h	z, шт.	lв	
Для масляного патрубка	350	377	485	415	445	M20	22	12	130	
Для водяного патрубка	250	259	370	312	335	M16	22	12	120	

Рисунок 5 − Патрубок с присоединенным к нему фланцем:
1 – Обечайка; 2 – патрубок; 3 − фланец.

Проверка патрубков на прочность
Условие прочности:

Sприн > Sисп, 									 (4.16)

где Sприн – принятая толщина патрубка, мм;
Sисп – исполнительная толщина стенки штуцера, мм, определяемая по формуле

Sисп=Sр+С, (4.17)

где Sp – расчетная толщина стенки штуцера, определяемая по формуле

,									 (4.18)

где Рр – расчетное давление, МПа;
dн – наружный диаметр патрубка, мм;
 – коэффициент прочности сварных соединений;  = 1;
[] – допускаемое напряжение, МПа;
С – прибавка к расчетной толщине штуцера, определяемая по формуле

С = C1 + С2; 									 (4.19)

C1 – компенсация минусовых допусков, C1=1;
С2 – добавка на коррозию,

С2=τ·υн 										 (4.20)

τ – количество лет, τ=10–15 лет
υн – скорость коррозии, υн=0,15 – 0,25 мм в год
С2=15·0,25=3,75
С = 1+3,75= 4,75 мм.
Масляный патрубок.
Материал патрубка: ВСт 3.
Расчетная толщина стенки патрубка , мм, равна

 мм;
Sисп= Sр+С+С3

С3 – добавка на округление, С3= 0,977
Sисп = 0,273 + 4,75+0,977 =6,0 мм.
Т.к. Sприн = 9 мм, тогда получим
9 > 5,0 – условие прочности выполняется.
Водяной патрубок.
Материал патрубка: ВСт 3.
Расчетная толщина стенки патрубка, мм равна
 мм,
С3 – добавка на округление, С3=0,08
Sисп = 0,17+4,75+0,08=5,0 мм.
Т.к. Sприн = 8 мм, тогда получим
8 > 5,0 – условие прочности выполняется.
Расчет толщины стенки обечайки
Материал обечайки: ВСт 3.
Расчетную толщину , мм, определяем по формуле

,		 		 (4.21)

где p – давление среды в межтрубном пространстве, МПа;
Dвн – внутренний диаметр обечайки, мм; Dвн = 600;
 – коэффициент прочности сварных соединений;  = 1;
[] – допускаемое напряжение, МПа.
1)	Рассчитаем толщину стенки обечайки
 0,57 мм.
Исполнительную толщину стенки обечайки, Sисп, мм, определяем по формуле

Sисп = Sp + С,							 		 (4.22)

где С – прибавка к расчетной толщине стенки, мм, вычисляемая по формуле

,							 	 (4.23)

где C1 – прибавка для компенсации минусовых допусков на толщину листа, мм, С1 = 1;
 – прибавка на коррозию, равна 3,75 мм.
= 5,77 мм;
С3 – добавка на округление, С3=0,66
Sисп = 0,57+ 5,77+0,66= 7 мм.
Т.к. Sприн = 8 мм, тогда получим
8 > 7 – условие прочности выполняется

5. Укрепление отверстий

В обечайках, днищах, крышках цилиндрических аппаратов вырезаются отверстия под патрубки, штуцеры и другие элементы. В результате механическая прочность стенок оболочки аппарата уменьшается. Если отверстие не укреплено, то под влиянием внутреннего избыточного давления на краю отверстия возникают местные напряжения, достигающие значительной величины.
Чтобы скомпенсировать потерю прочности, существуют два принципиальных способа:
1. Повышение толщины стенки всей оболочки аппарата.
2. Повышение толщины оболочки только в некоторой зоне, расположенной вокруг отверстия.
Последний способ более целесообразен, так как требует меньших затрат металла.
Нормы и методы расчета на прочность, укрепление отверстий установлены ГОСТ 24755–81.
В данном случае для укрепления отверстий используем укрепляющие кольца.
В этой схеме (на рисунке 8) толщина укрепляющего кольца примерно равна толщине оболочки. Кольцо имеет сигнальное отверстие резьбой М10, которое предназначено для испытания сварочных швов на плотность. В это отверстие с резьбой при испытании подводится воздух давлением 0,6 МПа.

3

2

1

Рисунок 5 − Отверстие, укрепленное с помощью кольца: 1 – укрепляемый элемент оболочки; 2 – укрепляющее кольцо; 3 – штуцер

Наибольший допускаемый диаметр одиночного отверстия в цилиндрических корпусах, не требующих дополнительного укрепления, определяется по выражению:

,			 	 (4.24)

где S – принятая толщина обечайки, мм, S = 8;
Sp – расчетная толщина обечайки, мм,
С2 – прибавка на коррозию к расчетной толщине обечайки, С2 = 3,75;
DR – внутренний диаметр обечайки, мм; DR = 780;
;
мм;
Таким образом, отверстия для водяных патрубков (dу = 250 мм) и отверстия для масляных патрубков (dу=350 мм) не нуждаются в укреплении, так как их диаметр не превышает максимально допустимый диаметр.

6. Расчет трубной решетки

Трубная решетка предназначена для разграничения трубного и межтрубного пространства. Крепление трубок в решетке и толщина трубной решетки должны удовлетворять условиям прочности и гидравлической плотности.
1)	Определение коэффициента влияния давления на трубную решетку
-	в межтрубном пространстве

 									(4.25)

где  – число труб
 – расстояние на компоновке до наиболее удаленной трубки

-	в трубном пространстве

 									(4.26)

2)	Коэффициент ослабления трубной решетки

									(4.27)

где  – диаметр отверстия под трубку
 мм

3)	Коэффициент жесткости перфорированной части

							 	(4.28)

 – модуль упругости для трубки МПа,

4)	Приведенное отношение жесткости труб к жесткости обечайки

 									 (4.29)

где  – модуль упругости обечайки
 – расстояние между соседними трубками, задается конструктивно

5)	Коэффициент изменения жесткости системы трубки – обечайка

								(4.30)
								(4.31)

6)	Приведенное давление

		(4.32)

где  – коэффициент линейного расширения материала обечайки

					(4.33)

 температура сборки аппарата
 – коэффициент линейного расширения материала трубки

					(4.34)

 – средняя температура стенки трубки
 – длина трубки
, – геометрические характеристики трубной решетки

							(4.35)

 – толщина стенки трубки

=0,26
									(4.36)

 – радиус трубной решетки

 МПа
7)	Толщина трубной решетки

									(4.37)

где – , определяется по графику []

									(4.38)

B										(4.39)

B

Используемая толщина трубной решетки

Sисп = Sp + С,								 (4.40)
Sисп=3+1+3,75+1=8,75 мм

Стальная трубная решетка должна удовлетворять условию

								(4.41)

Толщина трубной решетки принимается большей с округлением до стандартной величины 

7. Проверка принятой толщины трубной решетки на дополнительные условия

Толщина трубной решетки должна удовлетворять условию прочности безтрубной зоны:

,							(4.42)

где
dE – максимальный диаметр окружности, вписанной в беструбную зону решетки между обечайкой и трубками, м; принимаем по компоновке de = 0,024 м;
Рт – давление в трубном пространстве, МПа; Рт = 0,17 МПа;
Рм – давление в межтрубном пространстве, МПа; Рм = 0,2 МПа;
[]ИЗГ – допускаемое напряжение для материала решетки на изгиб, МПа;
[]ИЗГ  МПа;

S0,0059 м.
Т.е. толщина трубной решетки удовлетворяет условию прочности безтрубной зоны.
Для многоходовых теплообменников по трубному пространству толщина трубной решетки в сечении паза под уплотнение перегородки Sп, м (рис 10.1.) должна быть не менее:

					(4.43)

где (S – С) – расчетная толщина трубной решетки, м; (S – С) = 0,0020 м;
S – шаг разбивки трубной решетки, м; tp = 0,020 м;
tп-шаг трубок в окрестности паза, м (рис. 10.2); принимаем по
компоновке tп = 0,034 м;
bп – ширина паза в трубной решетке, м (рис. 10.1.); bn = 0,014 м;
do – диаметр отверстия под трубки в трубной решетке, м, вычисляемый по формуле:
do = dн + 0,0005 = 0,016+0,0005= 0,0165 м;
φр – коэффициент прочности трубной решетки, φр=0,175
,

Sп0,014 мм.

Рисунок 6 – Сечение паза под уплотнение перегородки

При креплении вальцовкой толщина решетки должна удовлетворять неравенству:

,									(4.44)

где 1В - высота вальцовки, м;
[q] – допускаемая нагрузка, приходящаяся на единицу условной поверхности развальцовки и зависящая от способа развальцовки, МПа; для развальцовки с отбортовкой [q] = 15 МПа;
NT – продольная сила, действующая в месте закрепления трубы в решетке, определяемая по формуле:

,							(4.45)
;									(4.46)
								(4.48)

МН
м

Условие выполняется.

Рисунок 7 – Развальцовка с отбортовкой труб в трубной решётке

Проверка на прочность ромбического участка между трубами.
По условию прочности ромбического участка, нормальное напряжение в нем равно:

							(4.49)

где 1 = 0,5 (АВ + ВС) – среднее арифметическое сторон АВ и ВС ромба, мм принимаем по компоновке АВ = 17,32 мм, ВС = 30 мм, тогда
1 = 0,5 (17,32 + 30) = 23,7 мм;
 МПа – условие выполняется.

Рисунок 8 – Схема ромбического участка

8. Выбор крышек

Крышки выбираются по диаметру и давлению.
Выберем плоские круглые отбортованные крышки из углеродистой стали ВСт 3.

Рисунок 9 – Крышка плоская круглая отбортованная

Dв = 800 мм
Диаметр заготовки D = 875 мм
s = 8 мм
R = 20 мм
h = 20 мм
H = 45 мм
Масса крышки 28 кг
Выберем такое же днище

9. Выбор лап
маслоохладитель термодинамический аппарат крышка
Установка аппарата на фундамент или несущие конструкции осуществляется в основном по средствам лап. В качестве материала для лап используем также, как и для обечайки сталь ВСт 3. Схема лапы представлена на рисунке

Рисунок 10 – Лапа стальная сварная подвесная для вертикальных стальных аппаратов

Расчётная нагрузка G, Н, воспринимаемая опорами аппарата определяется силой тяжести аппарата в условиях заполнения аппарата водой, и определяется по формуле:

G=(Gап+Gжидкости)1,1, 								(4.50)

где –вес аппарата при отсутствии в нём жидкости, Н,
–вес жидкости в аппарате, Н;

				(4.51)

, 									(4.52)
где  кг/м3
									(4.53)

									(4.54)
где  кг/м3
								(4.55)
Н

							(4.56)

где  кг/м3
									(4.57)

									(4.58)

где  кг/м3, т. к. во время испытаний используют воду

									(4.59)

G=(21932,8+32265,5)1,154200 Н;

  Количество опор n в аппарате принимаем равным n=2, тогда нагрузка на одну опору составит:

										(4.60)

Стандартная опора для аппарата выбирается исходя из нагрузки G’ по табл. 27.3

G’, Н	F,104м2	q, МН/м2	L, мм	B, мм	B1,мм	H, мм	S, мм	l, мм	A, мм	d, мм	
40000	297	1,34	185	160	170	280	10	80	25	30	

10. Расчет тепловой изоляции

Расчёт тепловой изоляции ведётся по заданной температуре на поверхности изоляции. Температура поверхности изоляции назначается равной tиз=50С при температуре воздуха tвозд=25С.Т.к. наружный диаметр обечайки Dн<2 м,
Учитывая что средняя температура теплоносителя равна  оС, и приблизительно равна температуре поверхности изоляции, то на данном маслоохладитель не будем покрывать изоляцией.

Список использованных источников
маслоохладитель термодинамический аппарат крышка
1. Кунтыш В.Б., Бессоннов А.Н. Основы расчета и проектирования теплообменников воздушного охлаждения. – Издательство Недра, 1996. – 512 с.
2. Лащинский А.А. Конструирование сварных химических аппаратов (справочник). – Л.: Машиностроение, 1981.
3. Лащинский А.А., Толчинский А.Р. «Основы конструирования и расчёта хим. аппаратуры. – Л.: Машиностроение, 1963.
4. Назмеев Ю.Г., Лавыгин В.М. Теплообменные аппараты ТЭС – Москва Энергоатомиздат, 1998
Размещено на Allbest.ru