Введите исходные данные, проверьте формулу и подстановку, затем используйте результат для предварительной инженерной оценки.
Предварительное число трубок кожухотрубного теплообменника рассчитывают как N = Q/(3600·A₁·v), где A₁ = πdᵢ²/4, затем округляют вверх.
Число трубок определяют по расходу и допустимой скорости внутри труб, а геометрическую поверхность пучка оценивают как F = NπdₒL. Например, для 20 м³/ч, внутреннего диаметра 20 мм и скорости 1,5 м/с получается 11,8, то есть предварительно 12 трубок; число ходов, потери давления, теплопередачу и прочность проверяют отдельно.
Расчёт предварительно определяет число трубок кожухотрубного теплообменника по расходу и скорости, а также оценивает диаметр пучка и обечайки. Это компоновочная оценка, а не готовый рабочий чертёж аппарата.
Зачем нужен результат: Результат нужен для проверки, помещается ли требуемая площадь теплообмена в выбранный корпус, и для подготовки исходных данных изготовителю.
Без числа трубок нельзя проверить проходное сечение, площадь поверхности и ориентировочный габарит.
В обычной жизни: Теплообменник передаёт тепло через стенки трубок: например, горячая вода может нагреть холодную, не смешиваясь с ней.
Для рабочего проекта нужны исходные данные объекта, нормативные параметры и проверка специалиста.
Кожухотрубный теплообменник: трубки и обечайка
N = 4Q/(πdᵢ²v); F = NπdₒL; Dобеч ≈ √(4N·Aяч/π) + 2c. Расчёт выполняется по исходным данным формы; допущения указаны непосредственно под результатом.
Источник: Источник из плана калькуляторов.
Проверьте единицы измерения и подстановку под результатом перед переносом значения в расчётную записку.
Кожухотрубный теплообменник состоит из трубного пучка, трубных решёток, кожуха, крышек и перегородок. Одна среда проходит внутри труб, другая — в межтрубном пространстве. На эскизной стадии число трубок можно оценить из баланса расхода: площадь прохода всех труб должна обеспечить заданную скорость. Для одной трубки A₁ = πdᵢ²/4, поэтому при объёмном расходе Q в м³/ч число трубок N примерно равно Q/(3600A₁v). Результат округляют вверх до целого числа.
Если аппарат многоходовой, число трубок распределяется между ходами и расчёт проходной площади меняется. Наружный диаметр и длина определяют геометрическую поверхность трубок: F = NπdₒL. Это ещё не требуемая площадь теплообмена, потому что коэффициент теплопередачи, температурный напор, загрязнение и поправка схемы должны быть получены отдельным тепловым расчётом. Диаметр обечайки в калькуляторе оценивается через площадь ячеек выбранной раскладки и радиальный зазор. В настоящем аппарате на габарит влияют трубные решётки, перегородки, центральная труба, зазоры для обхода потока, штуцера и требования к очистке.
Треугольная раскладка обычно даёт более плотное размещение и интенсивное поперечное обтекание, но может усложнить механическую очистку межтрубного пространства. Квадратная раскладка удобнее для прохода инструмента и может иметь иное сопротивление. Нельзя выбирать шаг только по свободному месту: проверяют прочность трубной решётки, минимальную перемычку между отверстиями, вибрацию труб, температурные удлинения, коррозию и допустимый перепад давления. Диаметр, полученный формулой, округляют к стандартному или изготовительскому ряду. Затем выполняют проверку по ГОСТ на прочность, герметичность, испытательное давление, материалы и сварные соединения.
Поэтому результат страницы следует использовать как исходную оценку компоновки и не выдавать за подтверждённый типоразмер. При выборе материала трубок учитывают коррозию, совместимость со средой и возможность гальванической пары. Для загрязняющихся потоков предусматривают доступ к очистке и оценивают рост сопротивления в конце межсервисного периода. Тепловое расширение труб и кожуха может потребовать плавающей головки или другого компенсирующего решения.
Все эти вопросы проверяют после предварительной геометрии и до выпуска рабочей документации. Перед применением результата фиксируют расчётный режим, единицы, источник исходных данных и границы применимости модели. Это упрощает повторную проверку после изменения оборудования, температуры, расхода или схемы. Если исходные параметры получены измерением, указывают дату, прибор и фактический диапазон режима.
| Параметр | Влияет на | Следующая проверка |
|---|---|---|
| Внутренний диаметр трубки | проходную площадь и скорость | число ходов и потери давления |
| Наружный диаметр | поверхность теплообмена и плотность пучка | толщина стенки и трубная решётка |
| Шаг трубок | диаметр пучка и межтрубное сопротивление | минимальная перемычка и очистка |
| Раскладка | плотность размещения и путь потока | перегородки, вибрация и ремонтопригодность |
| Длина трубок | площадь и габарит аппарата | транспортировка и температурные удлинения |
Площадь прохода одной трубки A₁ = π·0,02²/4 = 0,000314 м².
При постоянном расходе N обратно пропорционально скорости: если скорость увеличить, требуемая суммарная площадь прохода уменьшается. Но одновременно растут потери давления и риск эрозии, поэтому решение принимают по совместной тепловой и гидравлической проверке.
Через трубки должен пройти заданный расход при допустимой скорости, а число ходов меняет фактическое проходное сечение.
Кроме того, трубки должны поместиться в решётке с допустимой перемычкой и обеспечить нужную площадь теплообмена.
Это оценка внутреннего диаметра корпуса по идеализированной площади ячеек пучка и заданному зазору.
Реальный корпус выбирают по стандартному ряду и проверяют с учётом перегородок, штуцеров, зазоров, толщины стенки и требований прочности.
Её часто рассматривают, когда важны доступ для механической очистки и более прямые каналы между рядами.
Но окончательный выбор зависит от среды, загрязнения, допустимого сопротивления, вибрации и конструкции трубной решётки.
Нет. Для заказа нужны тепловой баланс, свойства сред, давления и температуры, допустимые перепады, материалы, число ходов, тип крышек, требования к испытаниям и подтверждённая конструкция изготовителя.
Калькулятор даёт только предварительную геометрию пучка.
Чат помогает разобраться в устройстве и параметрах оборудования. Он не заменяет паспорт и инструкцию производителя.