煤油冷卻器設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧
2025-06-15 07:28 本頁(yè)面
【正文】 ，以便清洗：管束的膨脹不受殼程約束，因而當(dāng)兩種換熱器介質(zhì)的溫差大時(shí)，不會(huì)因管束與殼體的熱膨脹量的不同而產(chǎn)生溫差應(yīng)力。其缺點(diǎn)為結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高。⑶U型管式換熱器U型管式換熱器，每根管子都彎成U形，兩端固定在同一塊板上，每根管子節(jié)課自由伸縮，從而解決熱補(bǔ)償問(wèn)題。管程至少為兩程，管束可以抽出清洗，管子可以自由膨脹。其缺點(diǎn)是管子內(nèi)壁清洗困難，管子更換困難，管板上排列的管子少。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，質(zhì)量輕，適用于高溫高壓條件。⑷填料式換熱器這類換熱器管束一端可以自由膨脹，結(jié)構(gòu)比浮頭式簡(jiǎn)單，造價(jià)也比浮頭式低。但殼程內(nèi)介質(zhì)有外漏的可能，殼程中不應(yīng)處理易揮發(fā)、易燃、易爆和有毒的介質(zhì)。 換熱器的設(shè)計(jì)要求隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各種不同型式和種類的換熱器發(fā)展很快，新結(jié)構(gòu)、新材料的換熱器不斷涌現(xiàn)。為了適應(yīng)發(fā)展的需要，我國(guó)對(duì)某些種類的換熱器已經(jīng)建立了標(biāo)準(zhǔn)，形成了系列。完善的換熱器在設(shè)計(jì)或選型時(shí)應(yīng)滿足以下基本要求：⑴合理地實(shí)現(xiàn)所規(guī)定的工藝條件；⑵結(jié)構(gòu)安全可靠；⑶便與制造、安裝、操作和維修；⑷經(jīng)濟(jì)上合理。 符號(hào)說(shuō)明英語(yǔ)字母：希臘字母：A——流通面積，m2α——對(duì)流傳熱系數(shù)，W/（m2?℃）b——厚度，mδ——相鄰板間間距，mcp——定壓比熱容，kJ/(kg?℃)Δ——有限差值d——管徑，mλ——導(dǎo)熱系數(shù)，W/（m2?℃）D——換熱器殼徑，mλ——摩擦系數(shù)f——摩擦因數(shù)μ——pa?sf——溫度校正系數(shù)ρ——密度，kg/m3F——系數(shù)ψ——校正系數(shù)g——重力加速度，m/s2h——擋板間距，mK——長(zhǎng)度，mL——長(zhǎng)度，mn——指數(shù)下標(biāo)：n——管數(shù)c——冷流體n——程數(shù)e——當(dāng)量N——程數(shù)h——熱流體Nu——努賽爾特?cái)?shù)i——管內(nèi)P——壓強(qiáng)，pam——平均P——因數(shù)o——管外pr——普蘭特?cái)?shù)?t——溫度差q——熱通量，Wm2w——壁面Q——傳熱速率，Ws——污垢r——半徑，ms——飽和r——汽化熱，kJkgR——熱阻，m2?℃WR——因數(shù)Re——雷諾數(shù)S——面積，m2t——冷流體溫度，℃t——管心距，mT——熱流體溫度，℃u——流速，m/sw——質(zhì)量流量，kgs2 確定設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)任務(wù)年處理25000噸煤油的沒(méi)有冷卻器 ⑴煤油：入口溫度120 ℃，出口溫度40 ℃⑵冷卻介質(zhì)：自來(lái)水；入口溫度： 20 ℃，出口溫度：40℃⑶允許壓降：≤ 105Pa⑷每年按7200小時(shí)計(jì)算，每天24h連續(xù)運(yùn)行 列管式換熱器形式的選擇由于煤油和自來(lái)水兩流體定性溫度差等于50℃，根據(jù)各類型列管式換熱器的優(yōu)缺點(diǎn)，故選用帶膨脹節(jié)的固定管板式換熱器。 管殼程的選擇⑴宜于通入管內(nèi)空間的流體①不清潔的流體。因?yàn)樵诠軆?nèi)空間得到較高的流速并不困難，而流速高，懸浮物不易沉積，且管內(nèi)空間也便于清洗。②流量小的流體。因?yàn)楣軆?nèi)空間的流動(dòng)截面往往比管外空間截面小，流體易于獲得必要的理想流速，而且也便于做成多程流動(dòng)。③有壓力的流體。因?yàn)楣茏映惺苣芰?qiáng)，而且還簡(jiǎn)化了殼體密封的要求。④腐蝕性能強(qiáng)的流體。因?yàn)橹挥泄茏蛹肮芟洳判栌媚透g性材料。而殼體及管外空間的所有零件均可用普通材料制造，所以價(jià)格可以降低。此外，在管內(nèi)空間裝設(shè)保護(hù)用的襯里或覆蓋層也比較方便，并且容易檢查。⑤與外界溫差大的流體。因?yàn)榭梢詼p少熱量逸散。⑵宜于通入管間空間的流體①當(dāng)兩流體溫度差較大時(shí)，α值大的流體走管間，這樣可以減少管壁與殼壁間的溫度差，因而也減少了管束與殼體間的相對(duì)伸長(zhǎng)，故溫差應(yīng)力可以降低。②若兩流體傳熱性能相差較大，α值小的流體走管間。此時(shí)可以用翅片管來(lái)平衡傳熱面兩側(cè)的給熱條件，使之相互接近。由于循環(huán)冷卻水較易結(jié)垢，為便于水垢清洗，本次設(shè)計(jì)應(yīng)使循環(huán)水走管程，油品走殼程。 流體流速的選擇提高流體在換熱器中的流速將增大對(duì)流傳熱系數(shù)，減少污垢在管子表面上沉積的可能性，降低了污垢熱阻，使總傳熱系數(shù)增加，所需傳熱面積減少，設(shè)備費(fèi)用降低。但是流速增加，流動(dòng)阻力將相應(yīng)加大，使操作費(fèi)用增加。所以適宜的流速應(yīng)通過(guò)經(jīng)濟(jì)核算確定。此外，流速還應(yīng)使換熱器管長(zhǎng)或管程適當(dāng)。因?yàn)橐环矫婀茏犹L(zhǎng)，不易清洗，且一般管長(zhǎng)都有一定標(biāo)準(zhǔn)。另一方面管程增加，將導(dǎo)致管程流體阻力加大，增加動(dòng)力費(fèi)用，同時(shí)平均溫差較單程管時(shí)減小，降低傳熱效果。因此，選用?25，管內(nèi)流速取ui= m/s。3 列管式換熱器的結(jié)構(gòu) 管程結(jié)構(gòu)⑴管子在管板上的固定管子與管板連接方法有兩種：脹接與焊接。在高溫高壓時(shí)也常采用脹焊結(jié)合的方法。脹接是利用脹管器使管端發(fā)生塑性變形，管板孔產(chǎn)生彈性變形。取出脹管器后管板孔彈性收縮，管板與管子之間就會(huì)產(chǎn)生一定的擠緊壓力，從而達(dá)到密封和牢固連接的目的。對(duì)于高溫高壓流體，多采用焊接法。焊接法比脹管法有更大的優(yōu)越性：管板孔加工要求低，加工簡(jiǎn)便；焊接強(qiáng)度高，在高溫高壓下仍能保持連接的緊密性等。當(dāng)流體壓力高、滲透性強(qiáng)，或一側(cè)有腐蝕性介質(zhì)時(shí)，要求管子與管板的連接處絕對(duì)不漏，可用賬焊結(jié)合的方法。本次設(shè)計(jì)管子在管板上的固定采用焊接。⑵管子的排列固定管板式多采用正三角形排列：正三角形排列結(jié)構(gòu)
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