空氣壓縮機(jī)后冷卻器設(shè)計(jì)化工原理課程設(shè)計(jì)-全文預(yù)覽
【正文】 Da/mm450管板外徑D/mm565管板厚度ba/mm38螺栓孔直徑d2/mm18螺栓規(guī)格M1680螺栓數(shù)量n2/個(gè)12螺栓孔高度bf/mm28管板螺栓孔間距D1/mm530管板法蘭直徑Df /mm565管板螺栓內(nèi)側(cè)邊間距D4/mm487管孔直徑d1/mm19管孔數(shù)/個(gè)100換熱管外伸長(zhǎng)度/mm5管板體積/m3管板質(zhì)量/kg注：管板體積==單塊管板質(zhì)量：m=7850＝ 管板兼作法蘭，固定板與殼體采用不可拆焊接式，管板與封頭采用法蘭連接。圓整后： δn=++1＋△≈8(mm) 由《過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)》P193，公式（488），（489），得： ＝ MPa =235= MPa因?yàn)?，所以水壓試?yàn)時(shí)強(qiáng)度足夠。查閱《結(jié)構(gòu)與零部件（上）》P123，表1186 的無(wú)縫鋼管制作筒體時(shí)容器的公稱直徑，本次采用公稱直徑為DN＝450mm8mm的殼體，則Do＝466mm，Di＝450 mm?！?傳熱管平均壁溫=℃ 殼體壁溫，可近似取為殼程流體的平均溫度，即T= ℃殼體壁溫和傳熱管壁溫之差為 △t=－ = ℃該溫差不大，故不需要設(shè)溫度補(bǔ)償裝置。計(jì)算中，應(yīng)按最不利的操作條件考慮。 壁溫核算 因管壁很薄，且管壁熱阻很小，故管壁溫度可按《化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》P77，公式342計(jì)算?！?因此，依《化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》P71，公式321 ＝＋Rsi＋＋＋ ＝＋＋＋＋解得：＝ W/ (m2W1l 熱空氣側(cè)的熱阻Rsi＝由《流體力學(xué)與傳熱》P164，公式460、461，得ho = 其中：①當(dāng)水做冷卻劑時(shí)，粘度校正為=②當(dāng)量直徑，管子為正三角形排列時(shí)，依《化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》P72，公式322得de＝＝＝ m③殼程流通截面積，由《流體力學(xué)與傳熱》P164，公式462，得So = BD(1－)=（1－）＝ m2④殼程冷卻水的流速及其雷諾數(shù)分別為uo＝ =＝ m/sReo＝＝＝⑤普朗特準(zhǔn)數(shù)（傳熱傳質(zhì)過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)P26，公式143）Pr＝ ==因此，殼程水的傳熱膜系數(shù)ho為ho = = W/(m2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%，則切去的圓缺高度為h=450= mm ，故可取h=110 mm。其中，每程內(nèi)的正三角形排列，其優(yōu)點(diǎn)為管板強(qiáng)度高，流體走短路的機(jī)會(huì)少，且管外流體擾動(dòng)較大，因而對(duì)流傳熱系數(shù)較高，相同的殼程內(nèi)可排列更多的管子。依《化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》P62，公式39可依據(jù)傳熱管內(nèi)徑和流速確定單程傳熱管數(shù)(根)按單程管計(jì)算，所需的傳熱管長(zhǎng)度為m按單管程設(shè)計(jì)，傳熱管過(guò)長(zhǎng)，宜采用多管程結(jié)構(gòu)。初步設(shè)定設(shè)Ki‘=200 Wm1s）導(dǎo)熱系數(shù)λi（W可取流體進(jìn)出口溫度的平均值。本設(shè)計(jì)中，假設(shè)熱空氣的流速為8 m（3）熱空氣走管內(nèi)，可以提高熱空氣流速增大其對(duì)流傳熱系數(shù)，因?yàn)楣軆?nèi)截面積通常比管間小，而且管束易于采用多管程以增大流速。本設(shè)計(jì)中的固定管板式換熱器采用的材料為鋼管(20R鋼)。空氣壓縮機(jī)后冷卻器設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) （1） 空氣處理 12 m3/min ,操作壓強(qiáng) MPa（絕對(duì)壓）空氣進(jìn)口溫度 147 ℃，終溫 40 ℃（2）冷卻劑 ：常溫下的水(進(jìn)出口溫度自己選擇) 初溫： 25 ℃ ，終溫： 33 ℃，溫升5—8 ℃（3）冷卻器壓降 1m水柱 二、確定設(shè)計(jì)方案 選擇換熱器的類型本設(shè)計(jì)中空氣壓縮機(jī)的后冷卻器選用帶有折流擋板的固定管板式換熱器，這種換熱器適用于下列情況：①溫差不大；②溫差較大但是殼程壓力較?。虎蹥こ滩灰捉Y(jié)構(gòu)或能化學(xué)清洗。采用折流擋板，可使作為冷卻劑的水容易形成湍流，可以提高對(duì)流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，提高傳熱效率。根據(jù)的原則有：（1），如果熱空氣走管內(nèi)可以避免殼體受壓，可節(jié)省殼程金屬消耗量；（2）對(duì)于剛性結(jié)構(gòu)的換熱器，若兩流體的的溫度差較大，對(duì)流傳熱系數(shù)較大者宜走管間，因壁面溫度與對(duì)流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)大的流體溫度相近，可以減少熱應(yīng)力，防止把管子壓彎或把管子從管板處拉脫。s1?？諝饪諝馑?、設(shè)計(jì)條件及主要物性參數(shù)由設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)可得設(shè)計(jì)條件如下表： 數(shù)參類型體積流量（標(biāo)準(zhǔn)m3/min）進(jìn)口溫度（℃）出口溫度（℃）操作壓力（Mpa）設(shè)計(jì)壓力（Mpa）空 氣（管內(nèi)）83148 42冷卻水（管外）－2533 注：
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