【正文】 Z和U的參考高度為10米。Z是隨機(jī)的高度，Uz是平均風(fēng)速。一個(gè)是地球表面的粗糙系數(shù)，它隨著地貌的改變而改變。 出口邊界條件采用壓力出口邊界條件，計(jì)算模型的表面和周圍的流場(chǎng)采用墻表面非滑動(dòng)墻邊界條件。 2．3．4參考點(diǎn) 參考點(diǎn)的選擇需要根據(jù)后面的計(jì)算結(jié)果而確定。盡管不同地貌風(fēng)高的梯度不同，為了在實(shí)踐中方便使用，依據(jù)風(fēng)速梯度的平等原則往往把風(fēng)高梯度看作參考點(diǎn)高度。按“B”型風(fēng)場(chǎng)，它的梯度風(fēng)高為350米。參考點(diǎn)的X和Z坐標(biāo)分別為0和350，這非常接近計(jì)算領(lǐng)域的風(fēng)速入口，它的價(jià)值是穩(wěn)定的，而且它并不受計(jì)算風(fēng)場(chǎng)模擬的影響。3結(jié)果分析3．1防風(fēng)墻形狀系數(shù)和分布特性在圖7中畫(huà)出了所有情況下防風(fēng)墻的形狀系數(shù)。根據(jù)分析的結(jié)果，在所有情況下防風(fēng)墻迎風(fēng)面的壓力系數(shù)是正的，數(shù)值是非常大的。它的側(cè)風(fēng)和背風(fēng)面壓力系數(shù)可能是正的也有可能是負(fù)的，數(shù)值接近0。彎曲其高度的三分之一或一半的防風(fēng)墻其形狀系數(shù)比垂直的防風(fēng)墻形狀系數(shù)稍微小一點(diǎn)。在圖8中描繪了垂直防風(fēng)墻迎風(fēng)面壓力系數(shù)和在0176。風(fēng)方向角處彎曲其高度的三分之一的防風(fēng)墻情況。通過(guò)圖8，結(jié)果表明，彎曲防風(fēng)墻的形狀系數(shù)比垂直防風(fēng)墻的形狀系數(shù)稍微小一點(diǎn)?！癆”類結(jié)構(gòu)形狀和分布特征圖9中顯示的是在不同方向下“A”類支撐結(jié)構(gòu)的形狀系數(shù)。根據(jù)分析結(jié)果，在0176。風(fēng)方向角下的“A”類支撐結(jié)構(gòu)的風(fēng)壓分布具有良好比例分部，“A”類支撐結(jié)構(gòu)的每個(gè)截面形狀系數(shù)幾乎是完全相同的。在45176。風(fēng)方向角下靠近風(fēng)一側(cè)的這類支撐結(jié)構(gòu)末端的負(fù)壓和中心截面的負(fù)壓一直在下降，之所以出現(xiàn)這種現(xiàn)象原因是45176。是一個(gè)斜角度，防風(fēng)墻和“A”類支撐結(jié)構(gòu)能阻止一些氣流，環(huán)繞在這類支撐結(jié)構(gòu)的氣流流向遠(yuǎn)離風(fēng)的末端。在90176。風(fēng)方向角下靠近風(fēng)一側(cè)的結(jié)構(gòu)末端的負(fù)壓是比較大的，這是因?yàn)閹缀跛械臍饬魇潜环里L(fēng)墻和“A”類支撐結(jié)構(gòu)阻擋，在靠近風(fēng)的一側(cè)隨著距離越來(lái)越遠(yuǎn)負(fù)壓下降的也越來(lái)越快。圖10中顯示的是在90度風(fēng)方向角和彎曲其高度三分之一的防風(fēng)墻下“A”型支撐結(jié)構(gòu)風(fēng)壓力分布情況。根據(jù)圖1 0，從靠近風(fēng)的一端到遠(yuǎn)離風(fēng)的一端其顏色由綠色變化到黃色，這表明靠近風(fēng)的負(fù)壓比遠(yuǎn)離風(fēng)的負(fù)壓大。3．3．1我的形狀系數(shù)的對(duì)比分析根據(jù)圖7，彎曲防風(fēng)墻的形狀系數(shù)比垂直防風(fēng)墻的形狀系數(shù)稍微小些，那些降低值與不同的彎曲形式是不同的。作為一個(gè)整體，彎曲其高度三分之一的防風(fēng)墻形狀系數(shù)比彎曲其高度一半的防風(fēng)墻形狀系數(shù)稍微小一些。表2中表示的是在不同防風(fēng)墻和90度風(fēng)向角下防風(fēng)墻迎風(fēng)面形狀系數(shù)。通過(guò)表2，彎曲其高度三分之一的防風(fēng)墻頂部形狀系數(shù)比彎曲其高度一半的防風(fēng)墻頂部形狀系數(shù)稍微小一些。彎曲其高度三分之一的防風(fēng)墻底部形狀系數(shù)比彎曲其高度一半的防風(fēng)墻底部形狀系數(shù)稍微大一些。繪圖人員通過(guò)“A”類支撐結(jié)構(gòu)支撐彎曲防風(fēng)墻，由于防風(fēng)墻位置較高因此內(nèi)里很大。就穩(wěn)定性能而言彎曲其高度三分之一的防風(fēng)墻更合理。3．3．2 “A”類結(jié)構(gòu)的對(duì)比分析(1)考慮到設(shè)備的需要通過(guò)圖9，三種防風(fēng)墻分別在0176。，45176。風(fēng)方向角下的形狀系數(shù)是幾乎完全相同的，這表明防風(fēng)墻形式對(duì)“A”類支撐設(shè)備幾乎沒(méi)有影響。通過(guò)對(duì)結(jié)果的分析，在彎曲其高度三分之一的防風(fēng)墻下“A”類支撐結(jié)構(gòu)的形狀系數(shù)比在垂直防風(fēng)墻和彎曲其高度二分之一防風(fēng)墻的形狀系數(shù)小。這表明彎曲其高度三分之一的防風(fēng)墻更加合理。(2）考慮到藝術(shù)和工藝的需要直接空氣冷凝技術(shù)是用冷空氣直接冷卻輪船排放的廢氣，冷空氣由大功率風(fēng)機(jī)產(chǎn)生，所以充分利用冷空氣是非常重要的。由于防風(fēng)墻和吹風(fēng)器產(chǎn)生的空氣動(dòng)力的影響，冷凝空氣的利用率通常是通過(guò)負(fù)壓直接影響的，這使得“A”類支撐結(jié)構(gòu)的表面負(fù)壓為負(fù)。如果負(fù)壓值比較大空氣冷凝器的利用率是很高的。所以防風(fēng)墻與空氣冷凝器的利用率直接相關(guān)。根據(jù)結(jié)果分析，安裝在垂直防風(fēng)墻上的“A”類支撐設(shè)備的形狀系數(shù)比彎曲防風(fēng)墻的形狀系數(shù)稍微大一些，最明顯的不同是90度風(fēng)方向角。因此垂直防風(fēng)墻比較合理。4總結(jié)在大的火力發(fā)電廠作用在空氣冷凝器上的表面風(fēng)載荷是被模擬的。得出以下結(jié)（1）我們能夠得到安裝在垂直防風(fēng)墻，彎曲其高度三分之一防風(fēng)墻，彎曲其高度一半防風(fēng)墻和在0176。,45176。,90176。風(fēng)方向角下的“A”類支撐設(shè)備的形狀系數(shù)。彎曲其高度三分之一和彎曲其高度一半防風(fēng)墻的形狀系數(shù)比垂直防風(fēng)墻的形狀系數(shù)稍微小一些。（2）“A”類支撐設(shè)備在0176。風(fēng)方向角下的風(fēng)壓分布是非常合理的。在45176。風(fēng)方向角下靠近風(fēng)一側(cè)的負(fù)壓是很大的，遠(yuǎn)離風(fēng)一側(cè)的負(fù)壓呈逐漸下降趨勢(shì)。在90176。風(fēng)方向角下靠近風(fēng)一側(cè)的負(fù)壓式很大的，遠(yuǎn)離風(fēng)一側(cè)的負(fù)壓呈逐漸下降趨勢(shì)。（3）考慮到結(jié)構(gòu)的需要，彎曲其高度三分之一的防風(fēng)墻比彎曲其高度一半防風(fēng)墻和垂直防風(fēng)墻更加合理?？紤]到藝術(shù)和工藝需要，垂直防風(fēng)墻更加合理。（4）考慮到結(jié)構(gòu)性能，需要優(yōu)先考慮空氣冷卻藝術(shù)和工藝需要。應(yīng)該采用垂直防風(fēng)墻以提高冷凝空氣的系數(shù)利用率。沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 中文摘要二、傳熱工藝計(jì)算 原始數(shù)據(jù)管程水的進(jìn)口溫度t1’=21℃管程水的出口溫度t1”=93℃管程水的工作壓力P1 =管程水的流量G1=195000 Kg / h殼程水蒸汽的入口溫度t2’ =℃殼程水蒸汽的出口溫度t2” =96℃殼程水蒸汽的工作壓力P2 = MPa 定性溫度及確定其物性參數(shù)①管程：管程水定性溫度 t1===57℃管程水密度查物性表得ρ1=管程水比熱查物性表得CP1 = /(Kg℃)管程水導(dǎo)熱系數(shù)查物性表得λ1= /(m℃)管程水粘度μ1=104 Pas管程水普朗特?cái)?shù)查物性表得Pr1=②殼程：殼程水蒸汽定性溫度：殼程水蒸汽冷凝點(diǎn): ti=t2’=℃冷卻段：t2=℃冷凝段： ℃殼程水蒸汽密度查物性表得：冷卻段:ρ2=冷凝段: = Kg/m3殼程水蒸汽比熱查物性表得：冷卻段:Cp2= /(Kg℃)冷凝段: = KJ /(Kg℃)殼程水蒸汽導(dǎo)熱系數(shù)查物性表得：冷卻段:λ2=(m℃)冷凝段：= /(m℃)殼程水蒸汽粘度：冷卻段:μ2= 106Pas 冷凝段：= 106 Pas殼程水蒸汽普朗特?cái)?shù)查物性表得：冷卻段:Pr2 =冷凝段: = 傳熱量與水蒸汽流量計(jì)算取定換熱效率η=則設(shè)計(jì)傳熱量:Q0=G1Cp1（t1”－t1’）1000／3600=195000（9321）1000/3600=107W由Q0=G2［r+Cp2（t2’－t2”）］η導(dǎo)出水蒸汽流量G2，r為t2’時(shí)的汽化潛熱r=水蒸汽流量：G2==㎏／s冷卻段傳熱量:Q2=G2Cp2(tit2”) =103() =冷凝段傳熱量:=G2r=103=設(shè)冷凝段和冷卻段分界處的溫度為t3根據(jù)熱量衡算：==℃ 有效平均溫差計(jì)算逆流冷卻段平均溫差:逆流冷凝段平均溫差:由于是單殼程，單管程換熱器不用溫差校正系數(shù)故冷卻段：有效平均溫差：℃冷凝段：有效平均溫差：℃ 管程換熱系數(shù)計(jì)算初選冷卻段傳熱系數(shù): = 900w／（mk）初選冷凝段傳熱系數(shù): 則初選冷卻段傳熱面積為:m2初選冷凝段傳熱面積為: 選用25則: 管子外徑d0 =25 mm管子內(nèi)徑di=20 mm管子長(zhǎng)度L=4500 ㎜則需要換熱管根數(shù):根可取換熱管根數(shù)為478 根管程流通面積:a1=Nt = 管程流速:w1=管程雷諾數(shù): 管程冷卻段的定性溫度:℃管程冷卻段傳熱系數(shù): 管程冷凝段的定性溫度: ℃管程冷凝段傳熱系數(shù): 結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì)查GB1511999 d0取管間距:s= m管束中心排管數(shù): 根，取24根則殼體內(nèi)徑: m圓整為: Di =900 ㎜則長(zhǎng)徑比: (合理)折流板選擇弓形折流板:弓形折流板的弓高: h= == m折流板間距: m 取B=300mm折流板數(shù)量: 塊 取14塊= 殼程換熱系數(shù)計(jì)算殼程流通面積: 殼程流速:冷卻段: m/s冷凝段: m/s殼程當(dāng)量直徑: m① 冷凝段管外壁溫度假定值: ℃膜溫: ℃膜溫下液膜的粘度: = m膜溫下液膜的密度: 膜溫下液膜的導(dǎo)熱系數(shù)為: 正三角形排列冷凝負(fù)荷: 殼程冷凝段雷諾數(shù): 殼程冷凝段傳熱系數(shù):② 冷卻段管外壁溫假定值:tw2=96℃冷卻段雷諾數(shù):壁溫下水粘度:粘度修正系數(shù): 殼程傳熱因子查圖212得: Js=110= 冷卻段殼程換熱系數(shù): 總傳熱系數(shù)計(jì)算查GB1999 第138 頁(yè)可知水蒸汽的側(cè)污垢熱阻:﹙m2℃／w﹚管程水選用地下水，污垢熱阻為: (m2℃/w) 由于管壁比較薄，所以管壁的熱阻可以忽略不計(jì)冷卻段總傳熱系數(shù):傳熱面積比為:(合理)冷凝段總傳熱系數(shù):傳熱面積比為:（合理） 管壁溫度計(jì)算設(shè)定冷凝段的長(zhǎng)度: L==冷卻段的長(zhǎng)度: =冷卻段管外壁熱流密度計(jì)算: w／﹙m2﹒℃﹚冷卻段管外壁溫度：℃誤差校核:℃誤差不大冷凝段管外壁熱流密度計(jì)算:w∕（m2℃）冷凝段管外壁溫度:℃誤差校核:℃誤差不大 管程壓力降計(jì)算管程水的流速:m∕s管程雷諾準(zhǔn)數(shù)：管程摩擦系數(shù): 壓降結(jié)垢校正系數(shù):沿程壓降:管程數(shù): 管程回彎次數(shù): n=0回彎壓降: 取管程出入口接管內(nèi)徑:管程出入口流速:局部壓降:管程總壓降:管程允許壓降: 符合壓降要求。 殼程壓力降計(jì)算殼程當(dāng)量直徑:殼程流通面積:m2殼程流速: 冷卻段: 冷凝段: 殼程雷諾數(shù):殼程冷卻段雷諾數(shù): 殼程冷凝段雷諾數(shù): 查表殼程摩擦系數(shù):冷卻段: 冷凝段: 殼程粘度修正系數(shù):冷卻段: 冷凝段: 管束周邊壓降:冷卻段管束周邊壓降:冷凝段管束周邊壓降:導(dǎo)流板壓降: （無(wú)導(dǎo)流板）查表取殼程壓降結(jié)垢系數(shù):冷卻段: 冷凝段: 取殼程進(jìn)口接管內(nèi)徑: 殼程出口接管內(nèi)徑: 殼程出口流速: 殼程進(jìn)口流速: 局部壓降:冷卻段: 冷凝段: 冷卻段殼程總壓降: 冷凝段殼程總壓降: 殼程允許壓降: 壓降符合要求 壓降符合要求沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 致謝 三、固定管板式換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算（管程設(shè)計(jì)溫度:100℃ 殼程設(shè)溫度:200℃） 換熱管材料及規(guī)格的選擇和根數(shù)的確定序號(hào)項(xiàng)目符號(hào)單位數(shù)據(jù)來(lái)源及計(jì)算公式數(shù)值 1換熱管材料20 2換熱管規(guī)格 3傳熱面積 4換熱管根數(shù)根478 5拉桿直徑GB151—1999《管殼式換熱器》表4316 6拉桿數(shù)量根GB151—1999《管殼式換熱器》表446 布管方式的選擇序號(hào)項(xiàng)目符號(hào)單位數(shù)據(jù)來(lái)源和數(shù)據(jù)計(jì)算數(shù)值1 正三角形GB151—1999圖112 換熱管中心距GB151—1999表12323 隔板槽兩側(cè)相鄰管中心距GB151—199表1244 筒體內(nèi)徑的確定序號(hào)項(xiàng)目符號(hào)單位數(shù)據(jù)來(lái)源和計(jì)算公式數(shù)值1換熱管中心距GB151—1999表12322換熱管根數(shù)根4783管束中心排管根數(shù)根244換熱管外徑255到殼體內(nèi)壁最短距離86筒體內(nèi)徑8367