【正文】 。換熱器在其他部門如動力、原子能、冶金、食品、交通、環(huán)保、家電等也有著廣泛的應(yīng)用。附：化工原理課程設(shè)計之心得體會………………………………………………………………………30167。五. 換熱器核算………………………………………………………………………………………….…21167。……………………………………………………………………………………………………2 167。 述…………………………………………………………………………………………………..3 167?！?.…………25 167。煤油冷卻器的設(shè)計 ：40t/h 煤油：列管式換熱器(1).煤油：入口溫度160℃，出口溫度60℃(2).冷卻介質(zhì)：循環(huán)水，入口溫度17℃，出口溫度30℃(3).允許壓強降：,殼程不大于40KPa(4).煤油定性溫度下的物性數(shù)據(jù)ρ=825kg/m3，(kg.℃)，(m.℃)、殼程流體阻力計算167。因此，設(shè)計和選擇得到使用、高效的換熱器對降低設(shè)備的造價和操作費用具有十分重要的作用。表21 傳熱器的結(jié)構(gòu)分類類型特點間壁式管殼式列管式固定管式剛性結(jié)構(gòu)用于管殼溫差較小的情況（一般≤50℃），管間不能清洗帶膨脹節(jié)有一定的溫度補償能力，殼程只能承受低壓力浮頭式管內(nèi)外均能承受高壓，可用于高溫高壓場合U型管式管內(nèi)外均能承受高壓，管內(nèi)清洗及檢修困難填料函式外填料函管間容易泄露，不宜處理易揮發(fā)、易爆炸及壓力較高的介質(zhì)內(nèi)填料函密封性能差，只能用于壓差較小的場合釜式殼體上部有個蒸發(fā)空間用于再沸、蒸煮雙套管式結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，主要用于高溫高壓場合和固定床反應(yīng)器中套管式能逆流操作，用于傳熱面積較小的冷卻器、冷凝器或預(yù)熱器螺旋管式沉浸式用于管內(nèi)流體的冷卻、冷凝或管外流體的加熱噴淋式只用于管內(nèi)流體的冷卻或冷凝板面式板式拆洗方便，傳熱面能調(diào)整，主要用于粘性較大的液體間換熱螺旋板式可進行嚴格的逆流操作，有自潔的作用，可用做回收低溫?zé)崮軅惆迨浇Y(jié)構(gòu)緊湊，拆洗方便，通道較小、易堵，要求流體干凈板殼式板束類似于管束，可抽出清洗檢修，壓力不能太高混合式適用于允許換熱流體之間直接接觸蓄熱式換熱過程分階段交替進行，適用于從高溫爐氣中回收熱能的場合 因設(shè)計需要，下面簡單介紹一下固定管板式換熱器。有具有補償圈（或稱膨脹節(jié)）的固定板式換熱器，即在外殼的適當部位焊上一個補償圈，當外殼和管束的熱膨脹程度不同時，補償圈發(fā)生彈性變形（拉伸或壓縮），以適應(yīng)外殼和管束的不同的熱膨脹程度。 （3）有利于安裝操作與維修 直立設(shè)備的安裝費往往低于水平或傾斜的設(shè)備。167。與煤油相比，水的對流傳熱系數(shù)一般較大。/h解得n=90查傳熱手冊，初選總傳熱系數(shù)K=340W/(m178。/(350)=㎡可以求得單程管長L=(90)=若選用l=，需要Np=L/l=4管程，則一臺換熱器的總管數(shù)為Nt=490=171。注：由于是多程，故為了方便安裝分程板，采用組合式排列跟方便。)/2=178。) /2=3 178。1223=1⑥ 則折流擋板數(shù) NB =1=6247。2= 2700Pa⑧ 缺口損失△P2=NB()(u0178。表34 總傳熱系數(shù)的選擇管程殼程總傳熱系數(shù)/[W/（m3s水（流速為1m/s）水水溶液μ＜2mPas有機物μ＞1mPas輕有機物μ＜s重有機物μ＞1mPa四. 機械結(jié)構(gòu)設(shè)計換熱器中最常用的管徑有φ19mm2mm和φ25mm。標準管子的長度常用的有1500mm，2000mm，2500mm，3000m,4500,5000,6000m,7500mm,9000m等。所以，代入數(shù)據(jù)我們有： D=32*18+2*（~）*25 =626~651mm取D=600mm 根據(jù)以上的計算可以得到如下的計算結(jié)果：DN,mm600管程數(shù)2殼程數(shù)1管子規(guī)格25*管子根數(shù)240中心排管數(shù)19管程流通面積，m2換熱面積，m2100換熱器長度，mm6000 通過查表，可以發(fā)現(xiàn)下面的結(jié)構(gòu)尺寸的換熱器和所需的比較接近，故而選擇該種換熱器：DN,mm600管程數(shù)2殼程數(shù)1管子規(guī)格25*管子根數(shù)232中心排管數(shù)16管程流通面積，m2換熱面積，m2換熱器長度，mm6000設(shè)置折流板的目的是為了提高流速，增加湍動，改善傳熱，在臥式換熱器中還起支撐管束的作用。高度為15～20mm，供停工排除殘液用；在某些冷凝器中需要保留一部分過冷凝液使凝液泵具有正的吸入壓頭，這時可采用帶堰的折流板，見圖122（c）。但為了增加換熱器的剛度，防止管子振動，實際仍然需要設(shè)置一定數(shù)量的支承板，其形狀與尺寸均按折流板一樣來處理。允許的最大折流板間距與管徑和殼體直徑有關(guān)，當換熱器內(nèi)流體無相變時，其最大折流板間距不得大于殼體內(nèi)徑，否則流體流向就會與管子平行而不是垂直于管子，從而使傳熱膜系數(shù)降低。 （右）所列數(shù)據(jù)。查表得，PN。所以，殼程和管程接管的最小位置的計算就顯得很必要了。2）. 管程接管位置的最小尺寸 所設(shè)計的為帶補強圈的管程接管，則管程接管位置的最小尺寸L2可用如下公式計算： L2≧式子中：——補強圈的外圈直徑，mm b——管板厚度，mm C——補強圈外緣至管板與殼體焊縫之間的距離，mm。 查（《化工單元設(shè)備設(shè)計》P2527）得固定管板式換熱器的管板的主要尺寸：公稱直徑Dbcd螺栓孔數(shù)60073069059864536102328在固定管板式換熱器中，管板與殼體的連接均采用焊接的方法。對于脹接的管板，考慮脹接剛度的要求。+12%低合金鋼GB994810%管子在管板上的排列方式最常用的為圖19所示的（a）、（b）、（c）、（d）四種，即正三角形排列（排列角為30176。當管程為多程時，則需采取組合排列，圖110為二管程時管小組合排列的方式之一。 采用組合排列法，即每程均按正三角形排列，隔板兩側(cè)采用正方形排列。各種換熱器的直徑和拉桿數(shù)，可參見下表選用。脹接是靠管子的變形來達到密封和壓緊的一種機械連接方法，如圖113所示。焊接接口的形式見圖114。換熱管規(guī)格外徑壁厚/mm換熱管最小伸出長度最小坡口深度/mm/mm鞍式支座的示意圖(BI型). 防沖板或?qū)Я魍驳倪x擇因為水u=，煤油流量 ,所以管程和殼程都不設(shè)防沖板或?qū)Я魍病?對圓缺形的折流板，可采用克恩公式： 計算殼程當量直徑，由正三角形排列可得：= =殼程流通截面積：So= =殼程流體流速為： = =雷諾準數(shù)為：Reo= 普朗特數(shù)為：Pro= Nu=。下面以埃索法計算殼程壓力降：殼程壓力降埃索法公式為：——流體橫過管束的壓力降，Pa；——流體通過折流擋板缺口的壓力降，Pa；Fs——殼程壓力降的垢層校正系數(shù)，無因次，；Ns——殼程數(shù)；而=，nc=19，NB=29,uo=。隨著工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展和生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大，管殼式換熱器逐漸趨于大型化，并且，由于換熱器尺寸和管束支撐間距的增大，以及流體流速的增大、運行工況不穩(wěn)定等因素影響，經(jīng)常引起換熱器管束發(fā)生流體誘導(dǎo)振動，造成換熱器的局部失效甚至整體報廢，所以應(yīng)想法預(yù)防振動。大多數(shù)振動破壞都是換熱器管束的機械損壞，主要的有以下幾點:　　當管子振動的振幅大到足以使相鄰管子互相撞擊,或邊緣管不斷擊打殼體,在管子的撞擊部位將產(chǎn)生特有的菱形磨損形式,管壁不斷減薄而至最后開裂。這種損傷還會由于腐蝕作用而加速。另外，橫流流動與激振機理與流體介質(zhì)還有一定的關(guān)系，具體見下表：. 橫流流動與激振機理與流體介質(zhì)關(guān)系表流動情況漩渦分離湍流抖振流體彈性不穩(wěn)定性聲共振液流中可能發(fā)生可能發(fā)生重要氣流中不能發(fā)生可能發(fā)生重要重要兩相流中不可能發(fā)生不重要重要不大可能