【正文】 防止殼程流體短路旁流，有利于傳熱。 則管壁熱阻 wCmbR / 1032 0533 ??????? ?? 傳熱系數(shù) K0 傳熱系數(shù) Ko按下式 計算 iiim AARaARARaAAK2000100111 ?? ????? iioim AAAARaAARRaK20001011 ?? ???????? 式中： 0 0 1 7 5 2 2 8 24 3 3 5 63 1 9 4 9102 0 0 0)( 0 8226 6 5 3 6102 0 0 0)( 0 8220 5 5 6 20821262620?????????????????????????????immiiRaRaRmldnAmldnAmA???? wCmK/)(0 1 5 3 1 9 3 65 2 2 8 20 5 5 6 26 6 5 1 3 60 5 5 6 20 0 1 7 3 1 9 4 90 5 5 6 0 1 7 4 3 5 6110250??????????? ?則 )/()/( 00 220 Chmk c a lCmwK ?????? 貴州大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 21頁 核算傳熱面積 A0 按傳熱基本方程式計算需要的管外傳熱面積mtKQA ???00 20 1 1 4 3 26 0 3 14 2 0 2 3 6 4 6 1 7 6 mA ???? 則 裕度 %20%%100 00 ?????? ??? A AAw ∴假設(shè)成立 。 計算厚度： ? ?mmpDpctic2??????????? 設(shè)計厚度： mmCd 2??????? 名義厚度： 貴州大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 23頁 mm33 1????????向上圓整Cdn ?? 有效厚度： mmCCCnne31)20(33)( 211???????????? 查 GB151— 1999，復(fù)合層金屬板的厚度不小于 3mm，即 mm42 ?? ，則復(fù)合板的許用應(yīng)力： M P aetett4314793193][][][212211???????????????? 則復(fù)合板的有效厚度 mmee )431(21 ???? ??? 校核 操作溫度下復(fù)合板的許用應(yīng)力 ： MPaee 1 4431480311 1 9][][][212211???????????????? 試驗壓力值 TP ： ? ?? ?M P aPP tT 1 ??????? 壓力試驗前圓筒的薄膜應(yīng)力 T? ： 貴州大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 24頁 ? ?M P aDPeeiTT9 9 3 0352)351 4 0 0(2?????????? 因為 M P asT 9 22 3 ????? ??? ，所以選材合格 壓力及應(yīng)力計算 圓筒的最大允許工作壓力 ??wP ? ? ? ?M P aDPeitew3514002???????????? 因為 ? ? Cw PP ? ，所以滿足條件。對于由于各種原因所引起的邊緣應(yīng)力，僅在結(jié)構(gòu)形式上定性的加以限制，或在計算中直接引用某個參數(shù)，把按薄膜應(yīng)力或彎曲應(yīng)力求出的壁厚適當(dāng)放大。此時， 2)(2 ?? hHDi ，則曲面高度 mmhH 350)( ?? ，根據(jù) JB/T47462020 得，當(dāng)封頭公稱直徑 DN2020mm時，直邊高度 h=25mm則 H=375mm。 計算厚度： ? ?mmpDpctic1 4 0 ???????????? 設(shè)計厚度： mmCd 2??????? 名義厚度： mm331????????向上圓整Cdn ?? 貴州大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 26頁 有效厚度： mmCCCnne31)20(33)( 211???????????? 查 GB151— 1999，復(fù)合層金屬板的厚度不小于 3mm，即 mm42 ?? ，則復(fù)合板的許用應(yīng)力： M P aetett4314793193][][][212211???????????????? 則復(fù)合板的有效厚度 mmee )431(21 ???? ??? 校核 根據(jù) GB150— 2020，標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的有效厚度不應(yīng)小于封頭內(nèi)直徑的%： mmD i1 4 0 0%% in????? 由于 封頭 m in35 ?? ?? mme 所以，滿足最小厚度要求。 計算厚度： ? ?mmpDpctic 3 421 4 0 2??????????? 設(shè)計厚度： mmCd 2??????? 名義厚度： mm24 1????????向上圓整Cdn ?? 有效厚度： mmCCCnne22)20(24)( 211???????????? 查 GB151— 1999，復(fù)合層金屬板的厚度不小于 3mm，即 mm42 ?? ，則復(fù)合板的許用應(yīng)力： M P aetett12642248222134][][][212211???????????????? 貴州大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 28頁 則復(fù)合板的有效厚度 mmee )422(21 ???? ??? 校核 操作溫度下復(fù)合板的許用應(yīng)力 ： MPaee 3 7422485221 4 7][][][212211???????????????? 試驗壓力值 TP ： ? ?? ?M P aPP tT126??????? 壓力試驗前圓筒的薄膜應(yīng)力 T? ： ? ?M P aDPeeiTT 5 2262)261 4 0 0(2??????????
。 管箱 設(shè)計 貴州大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 27頁 管箱 壁厚計算與校核 筒體管箱材料為 16MnR+0Cr18Ni10Ti，設(shè)計壓力 PC=，設(shè)計溫度T=330℃ ，內(nèi)徑 Di=1400mm。設(shè)計壓力 PC= ，設(shè)計溫度 T=420℃ ，內(nèi)徑Di=1400mm。由于橢圓形封頭的橢球部分 經(jīng)線曲率變化平滑連續(xù)，應(yīng)力分布比較均勻，且橢圓形封頭深 貴州大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 25頁 度較半球形封頭小得多，易于沖壓成型，是目前中、低壓容器中應(yīng)用較多之一，所以，選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭。 殼體筒體 封頭 計算與校核 封頭設(shè)計原則上應(yīng)根據(jù)封頭在內(nèi)壓作用下的應(yīng)力分析以及與之相連的筒體的邊緣應(yīng)力分析進行強度校核。h1 物料 變換氣 煤氣 程數(shù) 2 2 換熱面積 /m2 殼體設(shè)計 殼體筒體壁厚計算與校核 筒體材料為 16MnR+0Cr18Ni10Ti，設(shè)計壓力 PC=，設(shè)計溫度 T=420℃ ，內(nèi)徑 Di=1400mm。 取 mmdb ?? ∴ mmD i 1 3 0 41621 2 7 2 ???? 圓整 mmDi 1400? 相應(yīng)調(diào)整 mmt 41? ， )1~( 003 ddmmb ?? 確定管程流速 2u 換熱管外徑 d0(mm) 換熱管中心距 t(mm) 分程隔板槽兩側(cè)相鄰管中心距 tn(mm) 32 40 52 貴州大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 16頁 smsmSVsnu/ 0 825 4 422 2?????????? 確定換熱管長度 前面估算的傳熱面積 mA ?? U型管的參考長度 ： mmmmndAL2 6 9 2 510324 0 822 9 5 6230??????????? 選取標(biāo)準(zhǔn)化 L=2020mm 長徑比 14002020 ??iDL 因為換熱器豎放時長徑 小于 6 之間，因此所設(shè)計換熱器為 立 式 。 傳熱平均溫差的計算 已知 t1= t2=260oC T1= oC T2= 因為該換熱器是逆流操作，則 ?t1=T1t2= oC 260oC = ?t2=T2T1= =132oC 則對數(shù)平均傳熱溫差 CCttttt oom )132l n()l n(1212 ?????????? 估算傳熱面積 根據(jù)化工原理 列管式換熱器中 K 值的大致范圍，取 K=46kcal/㎡ ? h? ℃ ,由傳熱基本方程式 mtKAQ ?? ，得： mtKQAm ?????? 放 結(jié)構(gòu)設(shè)計 管程設(shè)計 確定換熱器規(guī)格、管數(shù)和布管 初選管程流速 smu / ?? 選用 Φ32 冷拔無縫鋼管 mmd 320 ? ?? mmd i ???? 貴州大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 15頁 24622 mdS i ?? ??????? ?? 對于 在 ?t ℃ 時的體積流率： smmV ss /54 0008 47 44 32m ???? ? 總 粗算列管根數(shù) n? ： 根39 54 422 ????????? ?? Su V Sn 確定 U型管在管板上的排列方法為正三角形排列，因為正三角形排列比較緊湊，管外流體湍動程度高，對流傳熱系數(shù)大。 貴州大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 14頁 根據(jù)上述流程安排依據(jù)，綜合考慮： 冷熱流體流程設(shè)計為粗合成氣 走管程，變換氣走殼程。 (4) 蒸汽一般通入殼程，因為這樣便于排除冷凝液，而且蒸汽教清潔，其給熱系數(shù)又與流速關(guān)系小。s kcal/lmolh1 hk c a lTTC p mQ Sn/2 3 6 4 6 1 7 6) 7 9 1(6 9 3 0 5 4 0)( 2111