【正文】 溫度并無(wú)變化，因此流體的進(jìn)出口溫度相等，這時(shí)兩流體的溫差就與流體的流向選擇無(wú)關(guān)了。除順流和逆流這兩種流向外，還有錯(cuò)流和折流等流向。 　　在傳熱過(guò)程中，降低間壁式換熱器中的熱阻，以提高傳熱系數(shù)是一個(gè)重要的問(wèn)題。熱阻主要來(lái)源于間壁兩側(cè)粘滯于傳熱面上的流體薄層(稱(chēng)為邊界層)，和換熱器使用中在壁兩側(cè)形成的污垢層，金屬壁的熱阻相對(duì)較小。 增加流體的流速和擾動(dòng)性，可減薄邊界層，降低熱阻提高給熱系數(shù)。但增加流體流速會(huì)使能量消耗增加，故設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)在減小熱阻和降低能耗之間作合理的協(xié)調(diào)。為了降低污垢的熱阻，可設(shè)法延緩污垢的形成，并定期清洗傳熱面。 一般換熱器都用金屬材料制成，其中碳素鋼和低合金鋼大多用于制造中、低壓換熱器；不銹鋼除主要用于不同的耐腐蝕條件外，奧氏體不銹鋼還可作為耐高、低溫的材料；銅、鋁及其合金多用于制造低溫?fù)Q熱器；鎳合金則用于高溫條件下；。2產(chǎn)品冷卻器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的總體計(jì)算 產(chǎn)品冷卻器設(shè)計(jì)條件圖21 冷卻器見(jiàn)圖1前端管箱封頭 2前端管箱筒體 3管板 4管箱法蘭 5殼體法蘭 6殼程筒體 7換熱管 8殼程筒體開(kāi)孔法蘭 9管箱筒體開(kāi)孔法蘭 10后端管箱筒體 11后端管箱封頭 產(chǎn)品冷卻器屬于固定管板換熱器，是利用冷卻水將熱流體冷卻的設(shè)備。臥式固定管板式換熱器：封頭管箱，公稱(chēng)直徑500mm，管程設(shè)計(jì)壓力4MPa，殼程設(shè)計(jì)壓力4MPa，㎡，Ⅰ級(jí)管束為碳素鋼較高冷拔換熱管，換熱管外徑19mm,，兩管程，兩殼程。壓力容器類(lèi)別為二類(lèi)容器；管、殼程介質(zhì)均為烴；介質(zhì)特性：輕毒、易燃、易爆、易揮發(fā)；左管箱需要做焊后熱處理，右管箱不需要做焊后熱處理；進(jìn)行100%無(wú)損檢測(cè)；管子與管板連接形式：強(qiáng)度焊+貼脹；，（冬季）/（夏季）。進(jìn)/出口工作溫度：℃（冬季），℃（夏季）；℃（冬季），℃（夏季）。設(shè)計(jì)溫度：殼程120/45℃；管程120/45℃。金屬壁溫：℃（冬季），℃（夏季）；管程28℃（冬季），44℃（夏季）。最小設(shè)計(jì)金屬溫度：殼程45℃＠，管程45℃＠。腐蝕裕量：。焊接接頭系數(shù)：。水壓試驗(yàn)壓力：。管板切割率：%根據(jù)上述已知條件設(shè)計(jì)出符合要求的換熱器，以滿(mǎn)足生產(chǎn)需要。圖221 前端管箱筒體選用材料：20R（20號(hào)壓力容器用鋼材，這種鋼材一方面在國(guó)家規(guī)范上滿(mǎn)足要求，一方面有害元素較少，綜合性能好些。設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力： Mpa（參見(jiàn)過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)399頁(yè)表D1 鋼板許用應(yīng)力）常溫下許用應(yīng)力：133 MPa（參見(jiàn)過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)399頁(yè)表D1 鋼板許用應(yīng)力）常溫下屈服點(diǎn)：245 MPa（參見(jiàn)過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)399頁(yè)表D1 鋼板許用應(yīng)力）平均溫度下彈性模量：191650 MPa平均溫度下線脹系數(shù)：111100 1/制定板材負(fù)偏差為零（設(shè)定值）d = 計(jì)算厚度：（）有效厚度：de =dn C1 C2= 名義厚度：dn = 重量：m=密度為7850Kg/m179。壓力試驗(yàn)：液壓試驗(yàn)PT = 試驗(yàn)壓力值：（）壓力試驗(yàn)允許通過(guò)的應(yīng)力水平：[s]T163。 ss = sT = 試驗(yàn)壓力下圓筒的應(yīng)力：（）校核條件：sT163。 [s]T 校核結(jié)果：合格壓力及應(yīng)力計(jì)算：[Pw]= 最大允許工作壓力： （）st = 設(shè)計(jì)溫度下計(jì)算應(yīng)力：（）[s]tf=校核條件：[s]tf ≥st結(jié)論：合格 圖222 前端管箱封頭封頭材料類(lèi)型：板材選用材料：20R封頭形式：標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭選形狀系數(shù)為K=1封頭曲面高度h：125mm封頭直邊高度c：25mm試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力：133Mpa設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力：K = 形狀系數(shù)： （）d = 計(jì)算厚度：（）最小厚度：dmin = 名義厚度：dn = 結(jié)論：滿(mǎn)足最小厚度要求重量：=Kg[Pw]= 最大允許工作壓力：= （）結(jié)論：合格圖231 后端管箱筒體選用材料：20R設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力： MPa常溫下許用應(yīng)力：133 MPa MPa常溫下屈服點(diǎn)：245平均溫度下彈性模量：191650 MPa平均溫度下線脹系數(shù)：111100 1/指定板材負(fù)偏差為零計(jì)算厚度：d = （）有效厚度：de =dn C1 C2= 名義厚度：dn = 重量：m=密度為7850Kg/m179。壓力試驗(yàn)：液壓試驗(yàn)試驗(yàn)壓力值：PT = （）壓力試驗(yàn)允許通過(guò)的應(yīng)力水平：[s]T163。 ss = 試驗(yàn)壓力下圓筒的應(yīng)力：sT = （）校核條件：sT163。 [s]T 校核結(jié)果：合格壓力及應(yīng)力計(jì)算：最大允許工作壓力：[Pw] （）設(shè)計(jì)溫度下計(jì)算應(yīng)力：st =（）[s]tf=校核條件：[s]tf ≥st結(jié)論：合格 圖232后端管箱封頭封頭材料類(lèi)型：板材選用材料：20R封頭形式：橢圓封頭選形狀系數(shù)為K=1封頭曲面高度h：125mm封頭直邊高度：25mm試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力：133Mpa設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力：形狀系數(shù)：K = （）計(jì)算厚度：d = （）最小厚度：dmin = 名義厚度：dn = 結(jié)論：滿(mǎn)足最小厚度要求重量：=Kg最大允許工作壓力：[Pw]= （）結(jié)論：合格 圖23 殼程管筒材料類(lèi)型：板材材料：20R筒體內(nèi)徑：500mm筒體長(zhǎng)度：4400mm腐蝕裕量：筒體名義厚度：10mm縱向焊縫焊接接系數(shù)：1環(huán)向焊縫焊接接頭系數(shù)：1指定板材負(fù)偏差為零計(jì)算厚度：d= （）有效厚度：de =dn C1 C2= 名義厚度：dn = 重量：壓力試驗(yàn)類(lèi)型：液壓試驗(yàn)試驗(yàn)壓力值：PT = （）壓力試驗(yàn)允許通過(guò)的應(yīng)力水平：[s]T163。 ss = 壓力試驗(yàn)下圓筒的應(yīng)力：sT = （）校核條件：sT163。 [s]T 校核結(jié)果：合格壓力及應(yīng)力計(jì)算最大允許工作壓力：[Pw]= （）設(shè)計(jì)溫度下計(jì)算應(yīng)力：st = （）[s]tf=校核條件：[s]tf ≥st 結(jié)論：,合格3各部分強(qiáng)度校核圖31 設(shè)備上的開(kāi)孔及接管對(duì)筒體上接管為φ8910的開(kāi)孔進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)方法：?jiǎn)慰籽a(bǔ)強(qiáng)開(kāi)孔處殼體材料類(lèi)型：板材殼體材料：20R殼體材料在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力：接管腐蝕裕量：接管實(shí)際外伸高度：150mm接管實(shí)際內(nèi)伸高度：150mm接管材料：管材接管材料：20（GB8163）接管材料在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力：130Mpa接管材料在常溫下的許用應(yīng)力：130Mpa接管焊接接頭系數(shù)：1補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)：無(wú)補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)接管和殼體連接結(jié)構(gòu)形式：插入式接管焊縫金屬截面積：32mm計(jì) 算 方 法 : GB1501998 等 面 積 補(bǔ) 強(qiáng) 法, 單 孔 開(kāi)孔直徑 d：補(bǔ)強(qiáng)區(qū)有效寬度 B：149mm接管材料強(qiáng)度削弱系數(shù) fr ：接管有效外伸長(zhǎng)度 h1: . mm接管有效內(nèi)伸長(zhǎng)度 h2：開(kāi)孔削弱所需的補(bǔ)強(qiáng)面積A：殼體多余金屬面積 A1 ：接管多余金屬面積 A2 ：638mm補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)的焊接面積A3 :32mmA1+A2+A3= mm2 ，大于A，不需另加補(bǔ)強(qiáng)。 結(jié)論: 補(bǔ)強(qiáng)滿(mǎn)足要求,不需另加補(bǔ)強(qiáng)。 對(duì)筒體上接管為φ328的開(kāi)孔進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)方法：?jiǎn)慰籽a(bǔ)強(qiáng)開(kāi)孔處殼體材料類(lèi)型：板材殼體材料：20R殼體材料在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力：接管腐蝕裕量：接管實(shí)際外伸高度：150mm接管實(shí)際內(nèi)伸高度：150mm接管材料：管材接管材料：20（GB8163）接管材料在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力：130Mpa接管材料在常溫下的許用應(yīng)力：130Mpa接管焊接接頭系數(shù)：1補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)：無(wú)補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)接管和殼體連接