【正文】 厚度，對(duì)于c型連接方式，為管板延長(zhǎng)部分做法蘭形成的凸緣厚度，mm；——管箱法蘭厚度，mm；——熱交換器管箱圓筒的厚度，mm；——熱交換器殼程圓筒材料的厚度，mm；——熱交換器里換熱管的壁厚，mm；——管板上的剛度方面削弱系數(shù)，一般可以取值；——系數(shù)；——管板上的強(qiáng)度方面削弱系數(shù)，一般可以?。弧獰峤粨Q器殼程圓筒上的軸向應(yīng)力，MPa；——熱交換器殼體法蘭上的應(yīng)力，MPa；——熱交換器管板上的徑向應(yīng)力，MPa；——熱交換器管板上的布管區(qū)旁邊位置徑向應(yīng)力，MPa；——熱交換器管板上徑向擁有的應(yīng)力系數(shù)；——熱交換器管板上的布管區(qū)周圍位置的徑向擁有的應(yīng)力系數(shù)；——熱交換器的換熱管上的軸向應(yīng)力，MPa；——熱交換器管板的布管區(qū)周圍位置的剪切應(yīng)力，MPa；——熱交換器管板的布管區(qū)周邊位置的剪切應(yīng)力系數(shù)；——熱交換器殼程圓筒的裝配環(huán)向焊縫系數(shù)；——系數(shù)，按和查GB1512014[2]圖26；——系數(shù)，按和查GB1512014[2]圖26；回流液進(jìn)口溫度為194℃℃℃℃已知條件以給定為設(shè)計(jì)固定管板式熱交換器，故選擇固定管板式熱交換器。一般的流體都盡可能使Re ，根據(jù)計(jì)算確定具體值。采用多管程結(jié)構(gòu)，取管板利用率，則殼體內(nèi)徑為：按卷制殼體的進(jìn)檔級(jí)，可取采用弓形折流板，取弓形折流板圓缺高度為殼體內(nèi)徑的25%，則切去的圓缺高度,取折流間距，可取折流板數(shù)目塊折流板圓缺面水平裝配殼程流體進(jìn)出口接管：取接管內(nèi)流體流速為，則接管內(nèi)徑為：管程流體進(jìn)出口接管：取接管內(nèi)流體流速為，則接管內(nèi)徑為：該熱交換器殼體內(nèi)徑為800mm，則其拉桿直徑為，最少拉桿數(shù)為4，殼程入口處，應(yīng)設(shè)置防沖擋板（1）殼程對(duì)流傳熱系數(shù)對(duì)圓缺形折流板，可采用凱恩公式有：當(dāng)量直徑為：殼程流通面積為：殼程流體流速及雷諾數(shù)為：普朗特?cái)?shù)為：又由黏度校正：（2）管內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為：管程流體流通截面積為：管程流體流速為：普朗特?cái)?shù)為：（3）污垢熱阻和管壁熱阻為：管外側(cè)污垢熱阻管內(nèi)側(cè)污垢熱阻碳鋼在該條件下的熱導(dǎo)率為50，所以:（4）傳熱系數(shù)為：（5）傳熱面積裕度計(jì)算傳熱面積為：該換熱器的實(shí)際傳熱面積為:該換熱器的面積裕度為：15%%25% 所以該換熱器能夠完成生產(chǎn)任務(wù)熱阻大的環(huán)節(jié)在傳熱過(guò)程中溫差也相對(duì)較大，金屬壁的熱阻通?？梢院雎圆挥?jì)，即故：解得（1） 管程流體阻力為：由Re= ，：在允許范圍內(nèi)（2） 殼程阻力為：流體流經(jīng)管束的阻力為：流體經(jīng)過(guò)折流板缺口的阻力為：總阻力為：在允許范圍內(nèi)所以所選固定管板式換熱器滿足生產(chǎn)需要第3章強(qiáng)度計(jì)算 依據(jù)管箱和殼程圓筒的材料，管法蘭的材料定為S30408II。根據(jù)設(shè)計(jì)說(shuō)明書，查HG/T206152009[4]，接管采用與內(nèi)壁平齊結(jié)構(gòu)，無(wú)保溫層時(shí)，DN50的接管及其連接法蘭的伸出長(zhǎng)度可設(shè)L=150mm。支座的形式主要分三大類：立式容器支座、臥式容器支座、球式容器支座。2．根據(jù)安裝形式，鞍式支座分固定式（代號(hào)F）和滑動(dòng)式（代號(hào)S）兩種。 支座 Support 支座基本參數(shù)Table Basic parameters of support公稱直徑DN允許載荷 Q KN鞍座高度 h底板腹板筋板800 220 200720 50 10 10 400 120 10根據(jù)工作條件選擇殼程圓筒的材料為16MnR鋼板。試驗(yàn)液體為水，試驗(yàn)壓力PT按下式: 壓力試驗(yàn)時(shí)，圓筒的總體薄膜應(yīng)力按下式: 標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，其封頭壁厚近似等于筒體壁厚，這樣筒體和封頭就可采用同樣厚度的鋼板來(lái)制造。錐形封頭在同樣條件下與半球形、橢圓形和碟形封頭比較，其受力情況比較差，其中一個(gè)主要原因是因?yàn)殄F形封頭與圓筒連接處的轉(zhuǎn)折較為厲害，故曲率半徑發(fā)生突變而產(chǎn)生邊緣力的緣故。以上數(shù)值代入式（32）、式（33）得： 取，鋼板負(fù)偏差和腐蝕裕度故標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的水壓試驗(yàn)壓力： 選JB/T47032000[6]長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭PN=，DN800，材料為15CrMo。螺栓最小間距由GB1502011表93確定當(dāng)時(shí)，推薦的螺栓最大間距為： （37）式中有：螺栓公稱直徑法蘭厚度墊片系數(shù)以上數(shù)值代入式（38）得實(shí)際間距螺栓布置符合要求（2）法蘭計(jì)算法蘭預(yù)緊力矩按GB1502011式（711）計(jì)算： （38）式中有：預(yù)緊狀態(tài)螺栓設(shè)計(jì)載荷按GB1502011式（79）計(jì)算得： 力臂由GB1502011表74得： 以上數(shù)值代入式（39）得：法蘭操作力矩按GB1502011式（714）計(jì)算得： （39）式中：作用于法蘭內(nèi)徑截面上的流體靜壓軸向力為：流體靜壓總軸向力與作用于法蘭內(nèi)徑截面上流體靜壓軸向力之差為： 窄面法蘭墊片壓緊力為：力臂為：力臂為：力臂為：以上數(shù)值代入式（310）得： 法蘭設(shè)計(jì)力矩為：取其中之大值 （310）式中有： 法蘭材料為15CrMo鍛件，由GB1502011 ，其常溫下許用應(yīng)力為174MPa，在設(shè)計(jì)溫度220℃下許用應(yīng)力為140MPa。其中法蘭厚度加上附加厚度4mm為56mm。殼程壓力作用下殼程設(shè)計(jì)壓力Ps=Pc=管程設(shè)計(jì)壓力Pt=0管程壓力作用下殼程設(shè)計(jì)壓力Ps=0管程設(shè)計(jì)壓力Pt=Pc=Pt（1+β）=（1+）=不計(jì)膨脹差計(jì)入膨脹差不計(jì)膨脹差計(jì)入膨脹差管板徑向應(yīng)力MPa管板徑向應(yīng)力MPa管板布管區(qū)周邊處徑向應(yīng)力MPa管板布管區(qū)周邊處徑向應(yīng)力MPa管板布管區(qū)周邊剪切應(yīng)力MPa管板布管區(qū)周邊剪切應(yīng)力MPa殼體法蘭應(yīng)力MPa殼體法蘭應(yīng)力MPa換熱管軸向應(yīng)力MPa換熱管軸向應(yīng)力MPa殼程圓筒軸向應(yīng)力MPa殼程圓筒軸向應(yīng)力MPa拉脫應(yīng)力 拉脫應(yīng)力39（4）換熱管穩(wěn)定性計(jì)算管子回轉(zhuǎn)半徑為： 由GB/T151 2014圖72可知，管子受壓失穩(wěn)當(dāng)量長(zhǎng)度為：,參見附圖713確定系數(shù)為： 當(dāng)： 則管子穩(wěn)定許用應(yīng)力由GB/T1512014式（715）得： 從應(yīng)力計(jì)算得計(jì)入膨脹差的管子應(yīng)力為：由上述計(jì)算結(jié)果，可以看出進(jìn)行的管板設(shè)計(jì)合格，管板的厚度為。b）兩相鄰開孔中心的間距應(yīng)不小于兩孔直徑之和；對(duì)于三個(gè)或三個(gè)以上相鄰開孔，；根據(jù)裝配圖中接管的布置，可知滿足該條件。f）鋼材的標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值時(shí)，接管與殼體的連接宜采用全焊透結(jié)構(gòu)形式；滿足條件。（2）進(jìn)行熱交換器的強(qiáng)度計(jì)算，依照有關(guān)介質(zhì)的壓力、溫度、毒性、易燃易爆性等特點(diǎn)對(duì)管板、圓筒、封頭等進(jìn)行選材,然后對(duì)它們分別進(jìn)行厚度計(jì)算，得出殼體、管箱、管箱封頭名義厚度為8mm，管板厚度為60mm。參考文獻(xiàn)[1] 鄭津洋，董其伍，桑芝富等．過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)．第三版．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2012．[2] GB/T 1512014．熱交換器．中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督總局，2014.[3] GB/T 1502011．鋼制壓力容器．中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督總局，2011．[4]HG/T206152009，鋼制管法蘭、墊片和緊固件．中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督總局，2009．[5] GB/T1962003．螺紋規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)．中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督總局，2003．[6] ~．容器支座．中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督總局，2007．[7]靳明聰，程尚模，趙永湘等．換熱器．重慶：重慶大學(xué)出版社，1990．[8] 李滬萍，向蘭，夏家群等．熱工設(shè)備節(jié)能技術(shù)．第一版．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010．[9] Ramesh ,. Fundamentals of Heat ExchangerDesign .CHINA MACHINE PRESS，2010．[10]XIA ShaoJun, CHEN LinGenamp。在設(shè)計(jì)的這段時(shí)間里，陳老師給予了我正確的指導(dǎo)，及時(shí)糾正了論文及圖紙中的錯(cuò)誤，使我能及時(shí)順利的完成設(shè)計(jì)任務(wù)，他一絲不茍的工作作風(fēng)，對(duì)學(xué)生認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度，令我受益非淺。這些變形用以評(píng)估對(duì)基本循環(huán)改進(jìn)的效果。兩個(gè)等壓過(guò)程包括燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室系統(tǒng)和廢熱鍋爐的氣體側(cè)。這個(gè)關(guān)于總循環(huán)效率的關(guān)系式是在以下簡(jiǎn)化假設(shè)的基礎(chǔ)上得出的：（1）氣體為完全氣體，即比定壓熱容(cp)、比定容熱容(cv)都是常數(shù)，因此，在整個(gè)循環(huán)中比熱比g為常數(shù)；（2）壓縮機(jī)與透平中的壓比(rp)相同；(4)所有組件的效率都為100％。其關(guān)系式如下：圖22給出了壓比和點(diǎn)火溫度對(duì)總循環(huán)效率的影響關(guān)系。在某些情況下，這將引起壓縮機(jī)發(fā)生喘振，繼而導(dǎo)致熄火，甚至嚴(yán)重?fù)p毀壓縮機(jī)葉片與燃?xì)馔钙降膹较蜉S承和推力軸承。通過(guò)以上對(duì)效率的粗略分析，說(shuō)明要提高總的循環(huán)效率可以增大壓比、或增大透平入口溫度，而要增大每磅（kg）空氣的功，可以增大壓比、或者增大透平入口溫度、或降低入口溫度。理想情況下，回?zé)崞髦械牧鲃?dòng)是一個(gè)定壓過(guò)程。循環(huán)效率隨回?zé)崞鲏航档脑龃蠖档?。這種類型的換熱器多用于對(duì)裝置緊湊性要求高的場(chǎng)合。熱氣體流過(guò)半邊轉(zhuǎn)鼓，并加熱流經(jīng)的蜂窩狀流道，然后，隨著轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)動(dòng)，冷氣體流經(jīng)同一流道從而被加熱。回?zé)崞鞑牧弦髥挝惑w積有較高的熱容量，采用這樣的材料可以延長(zhǎng)切換時(shí)，間降低級(jí)間余速損失。增大簡(jiǎn)單循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)的輸出功中間冷卻與再熱可以增大燃?xì)廨啓C(jī)的輸出功。還可以采用具有級(jí)間冷卻的多級(jí)壓縮機(jī)減少總的輸入功。如果將從壓力p1到p2的多變過(guò)程分為1c與de兩步，并在兩次壓縮之間采用定壓冷卻使得Td=T1，則壓縮耗功可用面積1cdeJK1表示。圖2－7為這種類型循環(huán)的示意圖。這樣一個(gè)卡諾循環(huán)的效率可表示為：若比熱比為常數(shù)，則有組成簡(jiǎn)單燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)的卡諾循環(huán)都具有相同的效率。再熱循環(huán)可增加透平的功，因此可在壓縮功或透平入口溫度不變的條件下，通過(guò)把膨脹過(guò)程分為兩步或多步進(jìn)行，并在每次膨脹之前進(jìn)行定壓加熱的方法增加凈功。實(shí)際循環(huán)分析前面的章節(jié)介紹了不同循環(huán)的概念。假設(shè)壓縮機(jī)的效率為hc，透平的效率為h1，則實(shí)際的壓縮機(jī)耗功與透平功為：因此，實(shí)際的總輸出功為將溫度從2a增加到3a實(shí)際所需的燃料為因此，總的絕熱循環(huán)效率可用下面的公式計(jì)算：通過(guò)對(duì)循環(huán)進(jìn)行分析，說(shuō)明增大透平入口溫度可以提高循環(huán)效率。F(1316176。F(1537176。:1，則級(jí)數(shù)約為16。F(1316176。第一個(gè)透平驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)；第二個(gè)透平用于能量輸出。由于高壓透平的作用是驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，可用公式表示：因此，輸出的功可表示為：在分軸循環(huán)中，第一個(gè)軸支撐壓縮機(jī)和驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)的透平，第二個(gè)軸支撐負(fù)責(zé)能量輸出的動(dòng)力透平。低轉(zhuǎn)速下的高扭矩為汽車用燃?xì)廨啓C(jī)提供了很大便利，但是對(duì)于普通的發(fā)電裝置，沒有什么價(jià)值。從圖24以及對(duì)回?zé)崞鞯亩x，回?zé)崞鞒隹诘臏囟扔上率浇o出：式中T2a為壓縮機(jī)出口的實(shí)際溫度。與簡(jiǎn)單循環(huán)相比，回?zé)嵫h(huán)的最大效率點(diǎn)的壓比稍低，但在兩種循環(huán)中，獲得最大輸出功的最佳壓比相同。這類循環(huán)的性能曲線如圖214所示。級(jí)間冷卻降低了壓縮機(jī)的能量消耗。如圖2－16所示，這種組合循環(huán)能使效率增加12％，同時(shí)使輸出功增加約30％左右。再熱循環(huán)，如圖2－8所示，包括兩級(jí)渦輪，每一級(jí)的前面，都有燃燒室。如同在卡諾循環(huán)中通過(guò)等溫壓縮與膨脹使得熱效率最高，可以通過(guò)對(duì)壓縮過(guò)程進(jìn)行中間冷卻和在膨脹過(guò)程中進(jìn)行再熱的方式提高熱效率。蒸汽噴射循環(huán)蒸汽噴射用于往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)與燃?xì)廨啓C(jī)已經(jīng)有幾年了。在這一過(guò)程中所使用的蒸汽由渦輪廢氣產(chǎn)生。蒸汽在壓縮機(jī)后面，燃燒器上游較遠(yuǎn)處噴入，以達(dá)到適當(dāng)?shù)幕旌闲Ч?，有助于降低燃燒器?nèi)主區(qū)的溫度，減少NOx的排放。C)時(shí)，向系統(tǒng)注入重量為5％蒸汽的效果。在這里假設(shè)蒸汽注入的壓力比壓縮機(jī)排氣壓力高60psia （4Bar），并且所有的蒸汽都由透平廢氣產(chǎn)生。氮氧化物排放量低是這一循環(huán)的顯著優(yōu)點(diǎn)。遇到