【正文】 190 200 300 封頭的設(shè)計 由于管程設(shè)計 壓力為 ，溫度為 30℃，故封頭材料選為 16MnDR。 ? ? 15 ???? ???? ct ic PDP??? = 由表可知 min 6mm? ? ,取 ? =10mm. d? =11mm(取 2C =2mm 在無特殊腐蝕情況下 ,對于碳素鋼和低合金鋼 ,不小于 1mm ) 1Cdn ???? = (GB6654《壓力容器用鋼板》和 GB3531《低溫壓力容器用低合金鋼板》規(guī)定壓力容器專用鋼板的厚度負偏差不大于 ,因此使用該標(biāo)準中鋼板厚度超過 5mm 時如和等 ,可取 1C =0) 由鋼材標(biāo)準規(guī)格 ,取 n? =12mm e? = n? ( 1C + 2C ) (C = 1C + 2C ) =12(+2) = 封頭尺寸 選擇以內(nèi)徑為基準的橢圓形封頭，代號為 EHA，其尺寸和結(jié)構(gòu)如下： 21 表 ，容積 表 封頭尺寸 封頭強度校核 對于標(biāo)準橢 圓形封頭， K = 橢圓形封頭的最大工作壓力 [Pw ]為 ? ? 00 117 ?? ???????? ????itw KDP= 液壓試驗壓力試驗 除材料本身的缺陷外，容器在制造和使用中會產(chǎn)生各種缺陷。 [8， 192] 由于管程殼程壓力不等，且管程壓力大于殼程，故水壓試驗時先將殼程壓力升高到與管程相等，再進行水壓試驗。 筒體開孔補強 補強判別 根據(jù)表 415，允許不另行補強的最大接管外徑為 89? mm。 補強方法選等面積補強方法 管箱計算厚度 由于在管箱中心區(qū)域開孔，所以管箱計算厚度按下式計算 mmPDP ct ic ][2 ???? ???? ??? 開孔補強所需補強面積 先計算補強削弱系數(shù) 170152][ ][ ??? rtnrf ??，接管有效厚度為mmCntet 729 ????? ?? 開孔補強所需面積 )1(2 ret fdA ??? ??? =426 +2 7﹙ ﹚ = 有效補強范圍 有效寬度 B 25 mmdB mmdB ntn 4609282426。 補強方法選等面積補強方法 筒體計算厚度 由于在筒體中心區(qū)域開孔，所以筒體計算厚度按下式計算 mmPDP ct ic 15 ][2 ???? ???? ??? 開孔補強所需補強面積 先計算補強削弱系數(shù) 170152][ ][ ??? rtnrf ??，接管有效厚度為 mmCntet 729 ????? ?? 開孔補強所需面積 )1(2 ret fdA ??? ??? =426 +2 7﹙ ﹚ = 有效補強范圍 有效寬度 B mmdB mmdB ntn 460928242622 85242622 ????????? ???? ?? 取最大值 852mm 有效高度 外側(cè)有效高度 1h 的確定 mmhmmdh nt250 11 ? ???? ?取最小值故 mmh ? 內(nèi)側(cè)有效高度 2h 的確定 mmhmmdh nt0 22 ? ???? ?﹜取最小值故 mmh 02 ? 24 有效補強面積 筒體多余面積 )1)((2))((1 reete fdBA ?????? ????? =(852426)()2 7 ()()= 接管多余金屬面積 retrtet fChfhA )(2)(2 2212 ???? ??? =2 （ ） = 接管區(qū)焊縫面積 (焊腳取 ) 23 mmA ????? 有效補強面積 23214 )(2094)( mmAAAAA ????????? 所需另行補強面積 補強圈厚度為 mmdD A ????????? 表 補強圈尺寸 接管公稱直徑 dn（ mm） 外徑 D2 內(nèi)徑 D1 厚度 1? 質(zhì)量（ kg） 400 680 436 4 管箱開孔補強 補強判別 根據(jù)表 415，允許不另行補強的最大接管外徑為 89? mm。 殼程接管設(shè)計 對氣體 ( )uP?? ( P 為壓強 , kPa 。 常溫時，水的壓縮系數(shù)比氣體要小得多，且來源豐富，因而是常用的試驗介質(zhì)。 cP — 計算壓力 , MPa 。 表 墊片尺寸 JB/T47042021 公稱壓力 PN ， mm 公稱直徑 DN ， mm D d t 1500 1589 1529 3 管箱法蘭螺柱螺母 對于 PN? 的螺柱應(yīng)當(dāng)選用 40Cr，對應(yīng)的螺母為 35。官箱上的設(shè)備法蘭規(guī)定，公稱直徑≥ 400mm,按 JB47012021 甲型平焊法蘭， JB47022021 乙型平焊法蘭和 JB47032021 長頸對焊法蘭。 []t??=163? =163MPa t? []t??故校核其滿足強度要求。 因 此，圓筒的最大工作壓力 [ wp ]為 ? ??? ???? ??itw DP 2= 16 管箱設(shè)計 管箱選材 管程設(shè)計壓力為 ，溫度為 30℃，參考 GB1501998，故選 16MnDR。 筒體壁厚 筒體選材 由于筒體設(shè)計溫度為 150℃，設(shè)計壓力為 ，參考 GB1501998，故選 16MnR。 管程設(shè)計壓力 ??? wPP d =，忽略液柱壓力，則取高出其一個壓力等級為 。 設(shè)計條件 設(shè)計壓力 設(shè)計壓力根據(jù)最高工作壓力確定。 核算壓力降 管程壓力降 12()i t s pP P P F N N? ? ? ? ? ? ?? 1P? , 2P? ? 分別為直管和彎管中因摩擦阻力引起的壓強降 ,Pa tF ? 結(jié)垢 校正系數(shù) ,無因次 ,對 ? ? 的管子取為 sN ? 殼程數(shù) 11 pN ? 管程數(shù) 1P? 的求取 2221udlP ?? ??? ? =+ 上式適用范圍為 Re =3 310? 3? 106 ? =+ =+ 06 000 ??? 1P? = 22ilud ?? ? = ?? 2 ???? 2P? 的求取 2P? =3( vu2? )Pa =153pa 12()i t s pP P P F N N? ? ? ? ? ? ?? =(+153）? ? 1? 1Pa =247Pa 殼程壓力降 oP? =（ 1P?? + 2P?? ） ssFN? 1P?? ? 流體橫過管束的壓力降， Pa 2P?? ? 流體通過折流缺口的壓力降， Pa sF ? 殼程壓強降的結(jié)垢校正系數(shù)，無量綱，氣體去 sN ? 殼程數(shù) 21 ( 1 ) 2 oo c B uP F f n N ??? ? ? 22 2( 3 .5 ) 2 oB i uBPN D ??? ? ? F ? 管子排列方法對壓強降的校正系數(shù)，對正三角形排列 F= of ? 殼程流體的摩擦系數(shù)， 當(dāng) Reo 〉 500 時， ? ? ? 橫過管束中心線的管子數(shù) BN ? 折流擋板數(shù) 12 B ? 折流板間距， m ou ? 按殼程流通面積 oA 計算的流速， ms， oA =B （ iD od ） oA =B （ iD od ） =? （ ? ） 2m = 2m ou = ooVA = 36 00/14 00 0 ?2ms Reo = ooodu?? = 5 ?? ?? ? ? ? = 21 ( 1 ) 2 oo c B uP F f n N ??? ? ? =? ? 44（ 4+1） ? pa4544 12 2 ?? 22 2( 3 .5 ) 2 oB i uBPN D ??? ? ? =4? ( ?? )? 2 2? =8418Pa oP? =（ 1P?? + 2P?? ） =(+8418) ? ? 1=53859Pa 壁溫計算 管程壁溫 t 熱流體側(cè)的壁溫 tht 1()th m i mit T K R s t?? ? ? ? = 2734118090 ???????? ???℃ 冷流體側(cè)的壁溫 tct 1()tc m o mot t K R s t?? ? ? ? = 459118024 ???????? ???℃ 管壁溫度 1 ()2t th tct t t??=℃ 殼程壁溫 st 當(dāng)殼體溫度接近環(huán)境溫度時或傳熱條件使得圓筒壁溫接近介質(zhì)溫度時，殼體壁溫取殼 13 程流體的平均溫度。 查表，利用插值法，管子材料為不銹鋼，求得管壁導(dǎo)熱系數(shù)為 ? =40 2 CWm?。本次設(shè)計取 =B () iD? =600 mm，可取 B 為 600mm。本次設(shè)計取 =h 20%iD =20%? 1500 mm =300 mm。 t=? 25mm=32mm 按標(biāo)準取為 24mm 。目前我國換熱器標(biāo)準中僅為 ? 19 2mm mm? 和 25 mm? ? 兩種規(guī)格子。 (3) U型管換熱器 每根換熱管皆彎成 U形，兩端分別固定在同一管板上下兩區(qū)，借助于管箱內(nèi)的隔板分成進出口兩室。當(dāng)溫度差稍大而殼程壓力又不太高時，可在殼體上安裝有彈性的補償圈，以減小熱應(yīng)力。 由于管內(nèi)外流體的溫度不同，因之換熱器的殼體與管束的溫度也不同。為提高管內(nèi)流體速度 ,可在兩端管箱內(nèi)設(shè)置隔板，將全部管子均分成若干組 。換熱管在管板上可按等邊三角形或正方形排列。殼體多為圓筒形，內(nèi)部裝有管束，管束兩端固定在管板上。 （ 6）雙管板換熱器 稱 P 型換熱器，是在管殼式換熱器的兩頭各加一個管板，可以有效防止泄漏造成的污染。管殼式換熱器，螺旋管束設(shè)計，可以最大限度的增加湍流效果，加大換熱效率。管束的壁面即為傳熱面。折流檔板不僅可防止流體短路 ,增加流體速度 ,還迫使流體按規(guī)定路徑多次錯流通過管束 ,使湍動程度大為增加。 （ 4）板式換熱器 最典型的間壁式換熱器 ,它在工業(yè)上的應(yīng)用有著悠久的歷史 ,而且至今仍在所有換熱器中占據(jù)主導(dǎo)地位。但其加熱面受容器壁面限制 ,傳熱系數(shù)也不高 .為提高傳熱系數(shù)且使釜內(nèi)液體受熱均勻 ,可在釜內(nèi)安裝攪拌器 .當(dāng)夾套中通入冷卻水或無相變的加 熱劑時 ,亦可在夾套中設(shè)置螺旋隔板或其它增加湍動的措施 ,以提高夾套一側(cè)的給熱系數(shù) .為補充傳熱面的不足 ,也可在釜內(nèi)部安裝蛇管 . 夾套式換熱器廣泛用于反應(yīng)過程的加熱和冷卻。在化工生產(chǎn)中換熱器可作為加 熱器 、冷卻 器 、冷凝器、蒸發(fā)器和再沸器等，應(yīng)用更加廣泛。 (4)經(jīng)濟合理。 U型管式結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì) 量輕，但清洗困難，管板利用率差；浮頭式結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價高， 3 介質(zhì)有泄漏。螺旋式換熱器操作溫度低，操作壓力低，僅適用于 P≤ 20am,T≤ 400℃的場合，且不易檢修。換熱器按傳熱面的形狀與結(jié)構(gòu)特點分為管殼式換熱器，板式換熱器，板翅式換熱器和螺旋板式