curs 4 sctm - eit

8/14/2019 Curs 4 SCTM - EIT

1/15

SCHIMBATOARE DE CALDURA CU

TEVI SI MANTA (TUBULARE)Calculul constructiv:

Clasificarea constructiva TEMA

(Tubular Exchanger Manufacturers Asociation)

Clasificare cu litere, functie de trei criterii:

Constructia capacului de distributie fix al

aparatului;

Constructia si modul de circulatie al

agentului termic in spatiul dintre tevi si manta

(tipul mantalei);

Tipul capacului de capat


2/15

Clasificarea constructiva


3/15

Alegerea principalelor elemente constructive

Alegerea tipului de manta (TEMAE, TEMAF, ...); Alegerea capacului de distribuie(tubular

fix/demontabil, elipsoidal, ...);

Alegerea capacului de capt;

Alegerea icanelor;

Alegerea evilor:

Aezarea evilor pe placa tubular;

Pasul dintre evi; Intrarea fluidului n manta;

Alegerea numrului de treceri;

Alegerea fluidului care va curge prin evi.


4/15

Alegerea tipului de manta

Cel mai utilizat: cu o trecere (TEMAE) F=max. T=max.;

Schimbtor cu dou treceri prin manta (TEMAF) ican longitudinal scurgeriimportante de fluid zonscade; p2treceri 8. p1trecere schemele cu curgere separat simplsau dubl (TEMA G i H), cu reducerea ns a factorului de corecie al diferenei medii detemperatur F;

Dac pierderea de presiune pe partea mantalei trebuie redus se poate utiliza o manta cucurgere dirijat (TEMAJ), la care pierderile de presiune sunt de circa 8 ori mai mici dect la omanta tip TEMAE, reducndu-se ns eficiena termic a aparatului;

n cazul curgerii ncruciate fr icane interioare (TEMAX) se pot obine cele mai micipierderi de presiune. Acest tip de manta se poate utiliza pentru condensarea vaporilor. cu

presiune cobort;

Diametrul mantalei Dn=1501200 mm(grosimea pereteluid

p= 412 mm).


5/15

Alegerea capacului de distributie

Principalul criteriu de alegere : uurina accesului la placa tubular, n vederea currii sale; Cel mai simplu acces (fiind recomandat n cazul fluidelor cu depuneri): capac tubular

demontabil (TEMA A) ;

Pierderi de presiune locale mai mici (n special la un numr mai mare de treceri prin evi): cucapac elipsoidal (TEMA B) ;

Construcii speciale destinate presiunilor ridicate ale fluidului (TEMA D), fie realizeaz oreducere a numrului de flane i corespunztor a greutii aparatului (TEMA C i N).


6/15

Alegerea capacului de capat

Soluiile identice cu capacul de distribuie (L, M, N) - sunt construcii rigidecare nu permit preluarea dilatrilor diferite ale mantalei i evilor (max.55C, sau 80C dac se prevede o lir de dilatare pe manta;

evi n form de U, ceea ce reprezint cea mai simpl soluie, ns cu mari

dificulti de nlocuire i curire interioar a evilor;

Soluiile cu cap mobil, (P, S, T, W), cu o complicare a soluiei constructivens cu o rezolvare a problemei prelurii dilataiilor diferite ale evilor imantalei.


7/15

Alegerea icanelor Rolul: susinerea evilor, prevenirea vibraiilor acestora si mai ales al mririi vitezei de curgere

a fluidului peste evi, nsoit de intensificarea transferului de cldur convectiv.

Cele mai folosite: icanele simplu segment (a) (distan minim = 0,1.D, dar nu mai puin de 50

mm, iar distana maxim dintre ele nu trebuie s depeasc 1.D). La alegerea distanei ntreicane trebuie s se in seama i c pentru prevenirea vibraiilor evilor distana ntre doususineri succesive ale acestora trebuie s fie ntre (5080).de;

Dac pierderile de presiune sunt prea mari sau sunt necesare mai multe suporturi pentru evi sepot utiliza icanele dublu (b) sau triplu segment (c) sau s se elimine evile din fereastra icanei,cu mrirea corespunztoare a diametrului mantalei.

Alegerea corect a mrimii prii decupate a icanei, pentru realizarea unei curgeri ct mai

uniforme peste fasciculul de evi: se recomand ntre 0,2.

D dac distana dintre icane este 0,2.

Di 0,33.D, dac aceast distan este 1.D (intre aceste limite - variaie linera)


8/15

Alegerea evilor Diametrul exterior, de=651 mm (grosimea peretelui dp= 0,52,5 mm); d.p.d.v. al transferului

de cldur se indic utilizarea unor evi cu diametre mici, ns n multe cazuri diametrul minim

al evilor este impus, pentru a putea realiza curarea mecanic a lor, la circa 20 mm, dinaceleai considerente lungimea evilor limitndu-se la 5 m (D/de)min=15);

Pasul dintre evi : s = (1,21,5).de; Spaiul minim dintre diametrele exterioare ale evilor > 6mm, pentru a permite curirea mecanic a acestora.

, Q, p ~ s (valoarea optim a acestuia este o problem tehnico-economic).

Aezare evilor pe placa tubular:Aezare n triunghi Aezare n coridor Aezare n ah

sau n ptrate

s

60

s

9090

s


9/15

Intrarea fluidului n manta

Intrarea fluidului n manta se face prin tuuri speciale sudate pe aceasta. Dac viteza

fluidului este mare la impactul cu evile se poate produce o eroziune a acestora sauvibraia lor. Pentru a se preveni acest efect se utilizeaz: plci de protecie (a i c), evide protecie (b) sau un distribuitor inelar cu fereastr (d):


10/15

Alegerea numrului de treceri ntr= f (debitul care circul prin evi i viteza acestuia) L/D 1200

ntr, max 2 46 68 810

Alegerea fluidului care curge prin tevi Gradul de murdrire; Coroziunea;

Presiunea; Temperatura;

Toxicitatea;

Debit;

Viscozitate;

Pierderile de presiune.


11/15

Calculul constructiv

Schimbatoare de caldura teava in teava:

2mldnS trmedtr 1

trn

mnd

Sl

trmed

tr

eitrtr ddnl ,,,

1 trtr nn30

D

ltr

DA

NU


12/15


Schimbatoare de caldura cu tevi si manta:

21 mldnnS trmedttr

Dispoziia evilor pe placa tubular:

Aezare n triunghi Aezare n coridor Aezare n ahsau n ptrate

s

60

s

9090

s

eds 5,125,1

D

Dk

kdDD e 2'

mmk 15

21

78,0' s

nCD tot

78,01C pentru aezarea n triunghi

11C pentru aezarea n ptrate sau ah


13/15


Schimbatoare de caldura cu tevi si manta:

2121 ,,,

,,,

mmww

ddS ei

112

11

4

wd

mn

i

t

1trn

1ttrto t nnn

2

eimed

ddd

totmed

trnd

Sl

eds 5,125,1

1

21

78,0' s

nCD to t

1

kdDD e 2'

15D

ltr1 trtr nn

NU

DARezultate


14/15

Calculul hidraulic

DDDDD

2m

Nppppp gaccloclinto t

Pierderile de presiune totale:

Pierderile de presiune lineare:

D

2

2

2 m

Nw

d

lfplin

o Regim laminar 2320Re :Re

64f (Stokes)

o Regim turbulent

d

ke

ee;

560Re;

10Re;2320Re 21

- Perei netezi hidraulic Re;ReRe 1 ff :25,0

Re3164,0

f (Blasius, 4000


15/15

Calculul izolatiei termice

spizpsp

ei ddSdaa

,,,,,,,, 21

impusql

alesizd

1

11a

i

ld

R

i

e

pl

d

dR ln

2

12

e

ize

iz

ld

dR

d

2ln2

13

ize

spize

sp

ld

dR

d

dd

2

22ln

2

14

25

22

1

add

spizel

dR

5

1i

lil RR

l

cl

Rttq 21

mmiziz 1 dd

1100

l

cll

q

qqNU

DA

Rezultate

di

de

diz

dsp

t1

t2

tp1 tp2

tp3 tp4p

iz

spa1

a2

ql

curs 4 sctm - eit

Documents