【正文】 程設(shè)計(jì) 22 參考文獻(xiàn) （ 1）王國勝《化工原理課程設(shè)計(jì)》，大連理工大學(xué)出版社； （ 2）任曉光《化工原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》，化學(xué)工業(yè)出版社； （ 3）李云飛，葛克山 .《食品工程原理》，中國農(nóng)業(yè) 大學(xué)出版社； （ 4）楊祖榮，劉麗英，劉偉《化工原理》，化學(xué)工業(yè)出版社； （ 5）譚天恩，周明華等《化工原理》，化學(xué)工業(yè)出版社。2P? 流體流過折流擋板缺口的壓力降 aP tF （殼程） 結(jié)垢校正系數(shù)，無因次，對液體 tF =， tF = F 管子排列方式對壓力降的校正系數(shù)：三角形排列F = of 殼程流體摩擦系數(shù) 0. 22 ( 50 0)o e ef R R?? ? ? 橫過管束中心線的管數(shù) B 折流板間距 m D 殼體直徑 m BN 折流板數(shù)目 ou 按殼程流通截面積 oS （ ()o c oS h D n d??）計(jì)算的 /ms 吉林化工學(xué)院食品工程原理課程設(shè)計(jì) 24 流速 t 管心距 mm N 排列管子數(shù)目 ? 管板利用率，正三角形排列 :2 管程 ? = 。mt? 按逆流計(jì)算的平均溫度差 C t?? 溫差校正系數(shù) ( , )t f P R?? ? 無量綱 P P 2112ttTt???? 冷 流 體 的 溫 升兩 流 體 的 最 初 溫 度 差 R 1221= TTR tt? ?? 熱 流 體 的 溫 降冷 流 體 的 溫 升 K 總傳熱系數(shù) 2/( )W m k? 0,i?? 傳熱管內(nèi)、外側(cè)流體的對流傳熱系數(shù) 2/( )W m k? ,si soRR 傳熱管內(nèi)、外側(cè)表面上的污垢熱阻 2 /m C W? ,i o md d d 傳熱管內(nèi)徑、外徑及平均直徑 m ? 傳熱管壁導(dǎo)熱系數(shù) /( )W m C? b 傳熱管壁厚 m 1P? 直管中因摩擦阻力引起的壓力降 aP 2P? 回彎管中因摩擦阻力引起的壓力降 aP tF （管程） 結(jié)垢校正系數(shù)，無因次， ? 25 的換熱管取 sN 串聯(lián)的殼程數(shù) pN 管程數(shù) 39。無論做什么事情都要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S，清晰的思路。 吉林化工學(xué)院食品工程原理課程設(shè)計(jì) 21 結(jié)束語 第一次做課程設(shè)計(jì)給自己留下了深刻的印象，經(jīng)過一周的努力，我學(xué)到了許多課本上沒有的知識(shí)，對換熱器有了更多的認(rèn)識(shí)，過程中遇到了很多困難，整個(gè)計(jì)算過程進(jìn)行了多次修改，雖然可能會(huì)有很多不足的地方，但畢竟是自己耐心一步步走下來的，收獲頗多。然后由公式求得殼程和管程流體進(jìn)出口接管內(nèi)徑 d 分別為 、 m,取標(biāo)準(zhǔn)管徑為 140 mm、 120 mm。由于傳熱管數(shù)較多，所以采用組合排列法，即每程內(nèi)均按正三角形排列，隔板兩側(cè)采用正方形排列，管心距為 32 mm。計(jì)算雷諾數(shù) Re=22088,從而求得管程的對流傳熱系數(shù) i? 值為 ? ?2/w m C?? 。 此次課設(shè)，我選用 的 ? 25，管內(nèi)流速取 u=?！? 對流傳熱系數(shù)， W/m2℃ ) （ 2）管程對流傳熱系數(shù) iS =pi NNd ?? 24? =4? 2 2??= ） iu = 5 0 3 4 3 .4 7 / ( 3 6 0 0 9 9 6 .9 5 ) 0 .9 9 30 .0 1 4 1 3? ?（ m/s） 0 . 0 2 0 . 9 9 3 9 9 6 . 9 5R e 2 1 9 3 3 . 60 . 0 0 0 9 0 2 7???? 34 . 1 8 1 0 0 . 0 0 0 9 0 2 7Pr 6 . 20 . 6 0 7 8PC ?? ??? ? ? 0 . 8 0 . 4 0 . 8 0 . 4 20 . 6 0 7 80 . 0 2 3 ( ) ( P r ) 0 . 0 2 3 2 1 9 3 3 . 6 6 . 2 4 3 0 8 . 3 ( )0 . 0 2iiei R w md?? ? ? ? ? ? ? ? ℃ （ 3）傳熱系數(shù) K 0000001ln1??? ?????siisiiiRdddddRddK 210 .0 2 5 0 .0 2 5 0 .0 2 5 0 .0 2 5 10 .0 0 0 2 6 l n 0 .0 0 0 1 7 64 3 0 8 .3 0 .0 2 0 .0 2 4 5 0 .0 2 2 1 1 6 .7 67 2 0 .5 ( )Wm?? ? ? ? ???? ℃ 吉林化工學(xué)院食品工程原理課程設(shè)計(jì) 16 （ 4）傳熱面積 S S= 31 1 6 9 . 0 9 1 0 3 9 . 3 67 2 0 . 5 4 1 . 2 2 3mQKt ?????（ m2 ） 該換熱器的實(shí)際傳熱面積 pS 0 ( ) 3 .1 4 0 .0 2 5 ( 9 0 .0 9 ) ( 9 0 1 2 ) 5 4 .5 6pcS d L N n?? ? ? ? ? ? ? ? ?（ m2 ） 該換熱器的面積裕度為 H= 5 4 . 5 6 3 9 . 3 61 0 0 % 1 0 0 % 3 8 . 6 2 %3 9 . 3 6pSSS? ?? ? ? ? 該換熱器的面積裕度合適，該換熱器能夠完成生產(chǎn)任務(wù)。 取折流板間距 B=,則 B=? 500=150（ mm），可取 B 為 200mm 。 管程數(shù)和傳熱管數(shù) 冷卻水用 量 0 5 0 3 4 3 . 4 74 . 1 8 ( 3 5 1 5 )i p i iQW k g hCt? ? ?? ? ? 由任曉光《化工原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》二十頁得： 10 .0 2 5 0 .0 2 5 0 .0 2 5 0 .0 2 5 10 .0 0 0 2 6 l n 0 .0 0 0 1 7 64 3 3 4 .7 5 0 .0 2 0 .0 2 4 5 0 .0 2 7 0 04 6 .9 9?? ? ? ? ???339。 s 黏度 i? = ℃ ) 定壓比熱容 piC = kJ/(kg C，所以需要焊接膨脹節(jié)。 c 殼程接管 殼程流體進(jìn)出口的設(shè)計(jì)直接影響換熱器的傳熱效率和換熱管的壽命。垂直圓缺時(shí)，不凝氣不能在折流板頂部積存，而在冷凝器中，排水也不能在折流板底部積存。 折流板的型式有圓缺型、環(huán)盤型和孔流型等。計(jì)算式如下： 單管程 0)3~2()1( dntD c ??? 式中 t—— 管心距， mm； d0—— 換熱管外徑， mm； nc—— 橫過管束中心線的管數(shù)，該值與管子排列方式有關(guān)。如殼側(cè)傳熱膜系數(shù)遠(yuǎn)小于管側(cè)，則可用縱向擋板分隔成雙殼程型式。 a 殼體 殼體是一個(gè)圓筒形的容器，殼壁上焊有接管，供殼程流體進(jìn)人和排出之用。 殼程內(nèi)的結(jié)構(gòu)，主要由折流板、支承板、縱向隔板、旁路擋板及緩沖板等元件組成。每程內(nèi)都采用正三角形排列，而在各程之間為了便于安裝隔板，采用正方形排列方式。 換熱管管板上的排列方式有正方形直列、正方形錯(cuò)列、三角形直列、三角形錯(cuò)列和同心圓排列，如 下 圖所示。 管程結(jié)構(gòu) 介質(zhì)流經(jīng)傳熱管內(nèi)的通道部分稱為管程。 流速的確定 表 11 換熱器常用流速的范圍 介質(zhì) 流速 循環(huán)水 新鮮水 一般液體 易結(jié)垢液體 低粘度油 高粘度油 氣體 管程流速， m/s 530 殼程流速 ， m/s 215 材質(zhì)的選擇 一般換熱器常用的材料，有碳鋼和不銹鋼。 流動(dòng)空間的選擇 在管殼式換熱器的計(jì)算中，首先需決定何種流體走管程，何種流體走殼程，這需遵循一些一般原則 ： ① 應(yīng)盡量提高兩側(cè)傳熱系數(shù)較小的一個(gè)，使傳熱面兩側(cè)的傳熱系數(shù) 接近。其特點(diǎn)是管板只有一端與殼體固定連接，另一端采用填料函密封。U 型管式換熱器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，只有一塊管板，密封面少，運(yùn)行可靠；管束可以抽出，管間清洗方便。 缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，用材量大，造價(jià)高；浮頭蓋與浮動(dòng)管板間若密封不嚴(yán)，易發(fā)生泄漏，造成兩種介質(zhì)的混合。浮頭式換熱器的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)換熱管與殼體間有溫差存在，殼體或換熱管膨脹時(shí)，互不約束，不會(huì)產(chǎn)生溫差應(yīng)力；管束可以從殼體內(nèi)抽搐，便與管內(nèi)管間的清洗。 固定管板式換熱器 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：兩端和殼體連為一體，管子則固定于管板上，它的結(jié)構(gòu)簡單；在相同的殼體直徑內(nèi)，排管最多，比較緊湊；由于這種結(jié)構(gòu)的殼側(cè)清洗困難，所以殼程宜用于不易結(jié)垢和清潔的流體。 (2) 耐溫性：聚丙烯塑料熔點(diǎn)為 164174℃，一般使用溫度可達(dá) 110125℃。 列管式換熱器的應(yīng)用已有很悠久