【正文】 來(lái)自于夏清，陳常貴主編《化工原理》，天津，天津大學(xué)出版社，2008，第279頁(yè)。 固定管板式換熱器(代號(hào)G)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、能承受較高的壓力，造價(jià)低，管程清洗方便，管子損壞時(shí)易于堵塞或更換；缺點(diǎn)：管束與殼體的壁溫或材料的線膨脹系數(shù)相差較大時(shí)，殼體和管束中將產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力；這種換熱器適用于殼層介質(zhì)清潔且不易結(jié)垢、并能進(jìn)行清洗、管程與殼程兩側(cè)溫差不大或者溫差較大但殼層壓力不高的場(chǎng)合。在換熱器中，應(yīng)用最多的是管殼式（列管式）換熱器，它是工業(yè)過(guò)程熱量傳遞中應(yīng)用最廣泛的一種換熱器。在化工廠中，換熱器的投資約占總投資的10%20%；在煉油廠中，該項(xiàng)的投資約占總投資的35%40%。供氣、供電和供冷等公用工程在生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用，關(guān)鍵在于使熱的轉(zhuǎn)化和回收效率最高。然后通過(guò)查閱資料合理計(jì)算確定封頭、管箱、拉桿、定距管等結(jié)構(gòu)尺寸和選取符合要求的輔助設(shè)備（主要是離心泵）。根據(jù)本次設(shè)計(jì)任務(wù)，二硫化碳流動(dòng)溫度為50℃，冷卻水的進(jìn)、出口量溫度為25℃、32℃.計(jì)算一個(gè)年處理量為30000噸的二硫化碳冷凝器。通過(guò)計(jì)算，得到所需管程數(shù)為6，傳熱管長(zhǎng)為6米，,。最后畫(huà)出符合工程語(yǔ)言的設(shè)備總裝圖和帶控制點(diǎn)的工藝流程圖。換熱器是在具有不同溫度的兩種和兩種以上流體之間傳遞熱量的設(shè)備。換熱器的種類(lèi)很多，有多種多樣的結(jié)構(gòu)每種結(jié)構(gòu)形式的換熱器都有其自身的結(jié)構(gòu)特征及其相應(yīng)的工作特性。雖然列管式換熱器在結(jié)構(gòu)緊湊型、傳熱強(qiáng)度和單位傳熱面積的金屬消耗量方面無(wú)法與板式或板翅式等緊湊式換熱器相比，但列管式換熱器適用的操作溫度與壓力范圍較大，制造成本低，清洗方便，處理量大，工作可靠，長(zhǎng)期以來(lái)，人們已在其設(shè)計(jì)和加工制造方面積累了許多的經(jīng)驗(yàn)。 浮頭式換熱器(代號(hào)P)優(yōu)點(diǎn)：管內(nèi)和管間易于清洗，不會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力；缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)比固定管板式換熱器高，設(shè)備笨重，材耗量大，且浮頭端小蓋在操作中無(wú)法檢查，制造時(shí)對(duì)密封要求高。熱器有溫差時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力。特別適用于管內(nèi)走清潔而不易結(jié)垢的高溫、高壓、腐蝕性大的物料。對(duì)于直管管束，宜走管程，便于清洗；對(duì)于U型管管束，宜走殼程。公式21和22來(lái)源于夏清，陳常貴主編《化工原理》，天津，天津大學(xué)出版社，2008，第225頁(yè)。但溫度很高的流體，其熱能可以利用，宜走管程，以減小熱損失。公式23,24,25來(lái)源于夏清，陳常貴主編《化工原理》，天津，天津大學(xué)出版社，2008，第229頁(yè)。公式28來(lái)源于夏清，陳常貴主編《化工原理》，天津，天津大學(xué)出版社，2008，第235頁(yè)。對(duì)于高粘度液體（大于2倍常溫水的粘度）的計(jì)算公式：........................（213） 式中 是考慮熱流方向的校正系數(shù)，可以用表示。氣體不論加熱與冷卻均取= 應(yīng)用范圍：Re10000,Pr=， 特征尺寸：管內(nèi)徑。若換熱器的管間無(wú)擋板，管外流體沿管束平行流動(dòng)時(shí)，則值仍可以用管內(nèi)強(qiáng)制對(duì)流的公式計(jì)算，但需將式中的管內(nèi)徑將改為管間的當(dāng)量直徑。數(shù)與（*）相同。因此，確定適當(dāng)?shù)奈酃笩嶙?，是換熱器的設(shè)計(jì)中很重要的一項(xiàng)內(nèi)容。 總傳熱系數(shù)和計(jì)算所需面積 K值的計(jì)算K值的計(jì)算公式：................（219）式中 —基于換熱器外表面積的總傳熱系數(shù)，W/(.℃)； 、—管外及管內(nèi)的對(duì)流傳熱系數(shù)，W/(.℃)；、—換熱器列管的外徑、內(nèi)徑及平均直徑，m； b—列管管壁厚度，m； —列管管壁的導(dǎo)熱系數(shù)，W/(.℃)。上式中直管壓強(qiáng)降可按流體在管中流動(dòng)的阻力公式計(jì)算：；回彎管的壓強(qiáng)降可由下面的經(jīng)驗(yàn)公式221來(lái)源于周濤主編《化工原理》，北京，科學(xué)出版社，第130頁(yè)。Esso法計(jì)算殼程壓強(qiáng)降的公式，即：................................（221）式中 ——流體橫過(guò)管束的壓強(qiáng)降，Pa； ——流體流過(guò)折流擋板缺口的壓強(qiáng)降，Pa； ——?dú)こ虊簭?qiáng)降的結(jié)垢校正系數(shù)，量綱為一。 fo——?dú)こ塘黧w的摩擦因數(shù)，當(dāng)時(shí)， no——橫過(guò)管束中心線的管數(shù)； h——折流板間距，m； D——換熱器殼體內(nèi)徑，m； NS——折流板數(shù)，,L為列管長(zhǎng)度； uo——按殼程流道截面積Ao計(jì)算的流速，m/s。管間距t與管外徑的比值，管板是將受熱管束連接在一起，并將管程和殼程的流體分開(kāi)。當(dāng)殼體直徑較小時(shí)常采用封頭，殼徑較大的換熱器多采用管箱結(jié)構(gòu)，當(dāng)所需換熱面積很大時(shí)，可才用多管程換熱器，此時(shí)在箱體內(nèi)設(shè)置分程隔板。在殼程管束中，一般都裝有橫向折流板，用以引導(dǎo)流體橫向流過(guò)管束，增加流體速度，以增強(qiáng)傳熱；同時(shí)起到支撐管束、防止管束震動(dòng)和管子彎曲的作用。 在各種容器和管道中，由于生產(chǎn)工藝的要求，或考慮制造、運(yùn)輸，安裝、檢修的方便，常采用可拆的結(jié)構(gòu)。 拉桿和定距管折流板和支持板是用拉桿固定的，常用的拉桿有兩種形式，一是拉桿定距管結(jié)構(gòu)，適用于換熱器外徑大于或等于19mm的管束。一般為了滿(mǎn)足設(shè)備的操作壓力和操作溫度，即從設(shè)備的強(qiáng)度或剛度的角度來(lái)考慮不周，選材不妥，不僅會(huì)影響換熱器的使用壽命，而且也大大提高設(shè)備的成本。如一般換熱器用的普通無(wú)縫鋼管，其常用的材料為10號(hào)和20號(hào)碳鋼。 定性溫度二硫化碳冷凝為恒溫，故定性溫度為；水的定性溫度由定性溫度，查表得到二硫化碳和冷卻水在定性溫度下的數(shù)據(jù)，如 下表31所示：定性溫度下水和二硫化碳的物性數(shù)據(jù)表31物性流體溫度 （0C）密度 kg/m3粘度 mPas比熱kJ/(kg0C)導(dǎo)熱系數(shù)W/(m0C)二硫化碳509103冷卻水996 估算傳熱面積1）、計(jì)算熱負(fù)荷2）、計(jì)算冷卻水用量3)、有效平均溫度差 4）、選取換熱器的傳熱系數(shù)K值初步選取傳熱系數(shù)為5）、估算傳熱系數(shù) 初步選定換熱器型號(hào)對(duì)于兩流體的溫差，故選固定管板式換熱器。根據(jù)換熱器系列標(biāo)準(zhǔn)，初選換熱器主要參數(shù)如下：參數(shù) 數(shù)值 參數(shù) 數(shù)值 外殼直徑D 1000mm 管子總數(shù)n 1148傳熱面積A 管子排列方式 三角形錯(cuò)列 管程數(shù)NP 6 管長(zhǎng)流通面積Si 殼程數(shù)NS 1 折流擋板間距h 200mm管長(zhǎng)l 6m 折流擋板數(shù)NB 29管子規(guī)格 管心距t 25mm中心排管數(shù)nc 38 總傳熱系數(shù)核算 管程對(duì)流傳熱系數(shù)因?yàn)?，所以流體在圓形直管內(nèi)作過(guò)渡流，所以 得到過(guò)渡流下的對(duì)流傳熱系數(shù)校正系數(shù) 殼程對(duì)流傳熱系數(shù)計(jì)算殼程流通截面積 殼程內(nèi)氣體流速管子是三角形錯(cuò)列排列的當(dāng)量直徑為 污垢熱阻和管壁熱阻 管外側(cè)污垢熱阻 管內(nèi)側(cè)污垢熱阻管壁熱阻計(jì)算，碳鋼在該條件下的熱導(dǎo)率為50w/(m公式32選擇來(lái)源于董大勤《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》，北京，化學(xué)工業(yè)出版社，2003