Компоновочным расчетом теплообменных аппаратов определяется параллельно-последовательная компоновка каналов для каждой рабочей среды.

Например, для пластинчатых теплообменников при расчете определяют: размеры пластин и число каналов в одном пакете; число пластин в каждом пакете и число пакетов в аппарате; общее число пластин в аппарате и основные размеры аппарата.

При компоновочном расчете аппарата используют результаты теплового расчета. Оба вида расчетов являются взаимосвязанными, иногда результаты компоновочного расчета заставляют вносить существенные изменения в тепловой, а также и гидромеханический расчеты.

Порядок компоновочного расчета пластинчатого аппарата следующий:

1. По заданным расходам рабочих сред и вычисленным или выбранным скоростям их движения в каналах определяют необходимую площадь поперечного сечения пакета:

, (24)

где V – объемный расход рабочей среды, м3/с; w – скорость данной рабочей среды, м/с.

2. Определяют число параллельных каналов в пакете для каждой среды:

(25)

где f1 – площадь поперечного сечения одного межпластинного канала, м2.

Полученное значение т округляют до целого.

3. Число пластин в пакете находят по соотношению:

(26)

В крайних пакетах, соприкасающихся с плитами, общее число пластин на одну больше (концевую):

пп = 2т+1 (27)

4. Вычисляют поверхность теплопередачи одного пакета:

(28)

5. Определяют число пакетов (ходов) в теплообменном аппарате:

, (29)

где Fа – рабочая поверхность аппарата, найденная при тепловом расчете.

Если величина Fа получается дробной, то ее округляют до целого числа и корректируют соответственно поверхность всего аппарата:

6. Находят общее число пластин в аппарате (секции):

(30)

где F1 – поверхность теплопередачи одной пластины, м2.

Примеры проектных расчетов простых пластинчатых теплообменников

Пример 1.

Произвести проектный расчет пластинчатого теплообменника для охлаждения 75-ной % фосфорной кислоты холодной водой при следующих исходных данных:

Массовый расход фосфорной кислоты =151,2 т/ч = 42 кг/с.

Объемный расход фосфорной кислоты =0,0266 м3/с.

Начальная температура кислоты = 85°С.

Конечная температура кислоты = 40 °С.

Начальная температура охлаждающей воды = 20 °С.

Конечная температура охлаждающей воды = 40 °С.

Рабочее давление в аппарате = 600 кПа (60 000 кгс/м2).

Располагаемый напор на стороне кислоты = 140 кПа (14 000 кгс/м2).