Совершенствование конструкций пластинчатых теплообменников

ВВЕДЕНИЕ 5
1. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ 8
1.1 Кожухотрубчатые теплообменные аппараты, типы и конструктивное исполнение 11
1.2 Аппараты воздушного охлаждения 28
1.3 Теплообменные аппараты типа «труба в трубе» 32
1.4 Погружные аппараты 35
1.5 Оросительные аппараты 36
2. ПЛАСТИНЧАТЫЕ ТЕПЛООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ 38
2.1.1Особенности изготовления теплообменных пластин 40
2.1.2 Особенности изготовления и крепления прокладок 41
2.1.3 Принцип работы скоростного пластинчатого теплообменника 41
2.2 Классификация пластинчатых теплообменников по принципу работы и конструкции 42
2.3 Выбор пластинчатых теплообменников по техническим характеристикам 44
2.4 Сфера применения 45
2.5 Установка и подключение пластинчатых теплообменников 46
3.СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАЗЛИЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ТЕПЛООБМЕННИКОВ 48
3.1 Выбор оптимальной конструкции 48
3.2 Показатели качества 49
3.3. Экономические показатели 52
4. ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ ТЕПЛООБМЕННИКОВ В ПРОЦЕССАХ НЕФТЕДОБЫЧИ И НЕФТЕГАЗОПЕРЕРАБОТКЕ 54
4.1Теплообменники в нефтедобыче 54
4.2 Теплообменники в нефтепереработке 55
4.3Теплообменники в газопереработке 57
5. ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ 61
5.1 Свойства, виды, состав и применение графита 61
5.2. Процесс изготовления образцов 66
5.3 Экспериментальная установка 67
5.4 Проведение эксперимента 69
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 73
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 76
ПРИЛОЖЕНИЕ А 81

Весь текст будет доступен после покупки

В большинстве случаев, при переработке нефти и газа используется нагрев исходного сырья, а также различных растворителей, реагентов, катализаторов и прочего, используемых в процессе переработки. Продукты или полуфабрикаты, полученные в результате технологического процесса, обычно требуют охлаждения до температуры, позволяющей их хранить и транспортировать.
На современных нефтеперерабатывающих заводах, где осуществляется глубокая переработка нефти, до 30% общего расхода металла идет на изготовление аппаратов для нагрева и охлаждения. Эффективность таких аппаратов позволяет снизить расход топлива и электроэнергии в технологическом процессе и существенно влияет на его экономические показатели. Вот почему изучению устройства таких аппаратов и методов их расчета следует уделять особое внимание.
Развитие конструкций теплообменных аппаратов связано с несколькими основными направлениями:
1. Повышение эффективности теплопередачи: Это достигается за счет использования новых материалов с высокой теплопроводностью, таких как графен и нанотрубки, а также разработки новых конструкций с увеличенной площадью теплопередачи.
2. Упрощение обслуживания и ремонта: Использование модульных конструкций, позволяющих легко заменять отдельные элементы теплообменника, а также разработка новых методов диагностики и мониторинга состояния аппаратов.
3. Уменьшение веса и габаритов: Применение новых материалов и технологий, таких как 3D-печать и использование композитных материалов, позволяет создавать более легкие и компактные теплообменники.

Весь текст будет доступен после покупки

1. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ

Теплообменники играют важную роль в нефтегазовой промышленности, обеспечивая эффективный теплообмен между различными теплоносителями. В зависимости от типа рабочей среды и требуемых параметров нагрева или охлаждения, используются различные конструкции теплообменников.
1. Кожухотрубные теплообменники: это наиболее распространенный тип теплообменников в нефтегазовой отрасли. Они состоят из пучка труб, заключенных в кожух. Внутри кожуха циркулирует один теплоноситель, а по трубам - другой. Эти теплообменники обеспечивают высокую эффективность теплопередачи, но требуют большого пространства для установки.
2. Пластинчатые теплообменники: они состоят из набора пластин с каналами, по которым протекают теплоносители. Пластины изготавливаются из материалов с высокой теплопроводностью (например, нержавеющей стали). Такие теплообменники компактны и обладают высокой эффективностью теплопередачи.
3. Спиральные теплообменники: эти теплообменники имеют спиральную форму и состоят из двух спиралей труб, по которым движутся теплоносители. Они обеспечивают высокую эффективность теплообмена и компактность, но их установка требует больше времени и усилий.
4. Теплообменники с оребренными трубами: такие теплообменники состоят из труб с ребрами, которые увеличивают площадь теплопередачи и улучшают эффективность работы теплообменника.Ребра могут быть изготовлены из различных материалов, включая алюминий, медь и нержавеющую сталь.
5. Теплообменные аппараты с рубашкой: они представляют собой цилиндрические сосуды, на наружной поверхности которых имеется рубашка, через которую протекает один из теплоносителей. Рубашка может быть изготовлена из различных материалов и может иметь различную форму.
6. Витые теплообменники: этот тип теплообменников состоит из двух или более витых змеевиков, по которым проходят теплоносители. Конструкция обеспечивает высокую эффективность теплопередачи и компактность.
Выбор конструкции теплообменника зависит от многих факторов, включая тип рабочей среды, требования к температуре, давлению и производительности, а также доступность пространства для установки[1-14].
Аппараты, в которых происходит нагрев или охлаждение и, следовательно, теплообмен между двумя потоками, называются теплообменными, независимо от того, является ли их основной функцией нагрев или охлаждение, и какие потоки обмениваются теплом. В некоторых случаях теплообмен может сопровождаться испарением или конденсацией.
В контексте нефтеперерабатывающей промышленности теплообменные аппараты можно классифицировать по основным признакам, таким как способ передачи тепла и назначение аппарата[4-18].

Весь текст будет доступен после покупки

1. Гортышов, Ю.Ф. Теплогидравлическая эффективность перспективных способов интенсификации теплоотдачи в каналах теплообменного оборудования. Интенсификация теплообмена: монография [Текст] / Ю.Ф. Гортышов, И.А. Попов, В.В. Олимпиев, А.В. Щелчков, С.И. Каськов; под общ. ред. Ю.Ф. Гортышова. – Казань: Центр инновационных технологий, 2009. – 531 с.
2. Калинин, Э. К. Эффективные поверхности теплообмена [Текст] / Э.К. Калинин, Г.А. Дрейцер, И.З. Копп [и др.]. – М.: Энергоатомиздат, 1998. – 407 с.
3. Мигай, В.К. Повышение эффективности современных теплообменников [Текст] / В.К. Мигай. – Л.: Энергия. Ленингр. отд-ние, 1980. – 144 с.
4. Попов, И.А. Физические основы и промышленное применения интенсификации: Интенсификация теплообмена: монография [Текст] / И.А. Попов, В.М. Гуреев, Х.М. Махянов; под общ. ред. Ю.Ф. Гортышова. – Казань: Центр инновационных технологий, 2009. – 560 с.
5. Молочников, В.М. Особенности формирования вихревых структур в отрывном течении за выступом в канале при переходе к турбулентности [Текст] / В.М. Молочников, А.Б. Мазо, А.В. Малюков, Е.И. Калинин, Н.И. Михеев, О.А. Душина, А.А. Паерелий // Теплофизика и аэромеханика.– 2014. – № 3. – С. 325-334.
6. Закиров, С.Г. Применение двухмерной шероховатости для увеличения теплоотдачи вязкой среды [Текст] / С.Г. Закиров, К.Ф. Каримов, Т. Саттаров // Тр. 2-й Российской нац. конф. по теплообмену. – М.: Изд-во МЭИ, 1998. – Т.6. – С. 114-116.
7. Олимпиев, В.В. Расчетное и опытное моделирование теплоотдачи и гидросопротивления дискретно шероховатых каналов теплообменного оборудования [Текст]: дис. ... д-ра техн. наук: 05.14.05 / Олимпиев Вадим Владимирович. – Казань, 1993. – 475 с.

Весь текст будет доступен после покупки