【正文】 另外，大量的內(nèi)容也暴露出自己知識(shí)面窄，對(duì)實(shí)踐活動(dòng)的能力不強(qiáng)等諸多問題。 參考文獻(xiàn) [1].王國勝．《化工原理課程設(shè)計(jì)第二版》，大連：大連理工大學(xué)出版． [2].任曉光，宋永吉，李翠清．《化工原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》，北京：化學(xué)工業(yè)出版社． [3].匡國柱，史啟才．《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》，北京：化學(xué)工業(yè)出版社． 2020. 10 [4].化學(xué)工程手冊(cè)編委會(huì)．化學(xué)工程手冊(cè)．北京：化學(xué)業(yè)出版社， 1991 結(jié)束語 經(jīng)過了近一個(gè)月的學(xué)習(xí)，通過查閱大量文獻(xiàn)及數(shù)據(jù)處理，化工原理課程設(shè)計(jì)已基本完成。 殼程苯的定性溫度為 550C 管程循環(huán)水的定性溫度為 (35 + 25)/2= 300C 苯物性數(shù)據(jù) 由手冊(cè)查得苯在定性溫度下物性數(shù)據(jù)： 密度： （ kg／ m3） 粘度： 0． 212 10 3(Pa． s) 定壓比熱容： 1. 764 kJ／（ kg． oC） 導(dǎo)熱系數(shù)： 0． 158 處理量： 10 4kg／ h 循環(huán)水物性數(shù)據(jù) 循環(huán)冷卻水在 30 0C下的物性數(shù)據(jù) 密度： 995 .7kg／ m3 粘度 :0． 000800 定壓比熱容 0： 4. 174 0 導(dǎo)熱系數(shù)五： 0． 61760 計(jì)算總傳熱系數(shù) 熱流量 QO = m c△ T = x 10 4 x x (80 30) = 3. 92 x 10 6KJ/h = 392 kW 平均傳熱溫差：經(jīng)計(jì)算 =21 冷卻水用量：經(jīng)計(jì)算 = x 10 4 總傳熱系數(shù) K 管程傳熱系數(shù) = 4118 假設(shè)殼程的傳熱系數(shù) 污垢熱阻 管壁的導(dǎo)熱系數(shù) = 606 . 5 計(jì)算傳熱面積 考慮 150h 的面積裕度， S39。方形擋板，上面開了小孔以增加流體通過截面。管程多者可達(dá) 16 程，常用的有 6 程。 封頭和管箱位于殼體兩側(cè)，用于控制及分配管程流體。 3)拉桿和定距管 為了使折流板能牢靠地保持在一定位置上，通常采用拉桿和定距管。它可防止進(jìn)口流體直接沖擊管束而造成管子的侵蝕和管束振動(dòng)，還有使流體沿管束均勻分布的作用。折流板間距視殼程介質(zhì)的流量、粘度及換熱器的功用而定，其系列 100mm， 15 0mm， 200mm． 300mm,45 0mm,600mm,800mm,1000mm. 折流板間距的確定原則主要是考慮流體流動(dòng)，理想的情況是缺口的流通截面積和通過管束的錯(cuò)流流動(dòng)的截面積大致相等。對(duì)立式換熱器則不必開缺口。 1)圓缺形（或稱弓形）折流板 圓缺形（或稱弓形）折流板是常見的折流板，有水平圓缺和垂直圓缺兩種排列方式。 殼體內(nèi)徑 D的計(jì)算值最終應(yīng)圓整到標(biāo)準(zhǔn)值。各元件在殼程的設(shè)置，按其不同的作用可分為兩列：一類是為了殼側(cè)介質(zhì)對(duì)傳熱管最有效的流動(dòng)，來提高換熱設(shè)備的傳熱效果而設(shè)置的各種擋板，如折流板、縱向擋板、旁路擋板等；另一類是為了管束的安裝及保護(hù)列管而設(shè)置的支承板、管束的導(dǎo)軌以及緩沖板等。當(dāng)管子太長而無折流板之托時(shí)，管子會(huì)彎曲造成管板附加應(yīng)力。管板外邊緣有不同的固定形式，如夾持、簡 支，半夾持等。在進(jìn)行受力分析時(shí)，常把管板看成是放在彈性基礎(chǔ)上的平板，列管就起著彈性基礎(chǔ)的作用。此外，管子和管孔之間的間隙中存在的不流動(dòng)流體與間隙外流體濃度上的差別易產(chǎn)生間隙腐蝕。如果連接不緊密，在操作時(shí)連接處發(fā)生泄漏，冷、熱流體互相混合，會(huì)造成物料和熱量的流失；若物料帶有腐蝕牲、放射性或兩種流體接觸會(huì)產(chǎn)生易燃易爆的物質(zhì)，后果將更加嚴(yán)重。 管板 管板的作用是將受熱管束連接在一起，并將管程和殼程的流體分割開來。 臥式換熱器的殼程為蒸汽冷凝，且管子按等邊三角形排列時(shí)，為了減少液膜在列管上的包角及液膜的厚度，管板在裝配時(shí)，其周線應(yīng)與設(shè)備的水早軸線偏轉(zhuǎn)一定角度口。在制氧設(shè)備中，常采用此法。 換熱管布置和排列間距 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。但程數(shù)不宜太多，否則隔板本身占去相當(dāng)大的布管面積，且在殼程中形成旁路，影響傳熱。 不銹鋼 奧氏體系不銹鋼以 1Cr18Ni9 為代表，它是標(biāo)準(zhǔn)的 188 奧氏體不銹鋼，有穩(wěn)定的奧氏體組織，具有良好的耐腐蝕性和冷加工性能。 材質(zhì)的選擇 在迸行換熱器設(shè)計(jì)時(shí)，換熱器各種零件、部件的材料，應(yīng)根據(jù)設(shè)備的操作壓力、操作溫度、流體的腐蝕性能以及對(duì)材料的制造工藝性能等的要求來選取。 除了以上兩種常用的加熱劑外，還可以結(jié)合工廠的具體情況，采用熱空氣等氣體作為加熱劑，或用熱水作為加熱劑。但流速大也會(huì)帶來一些不利的影響，諸如壓降△ P 增加，泵功率增大，且加劇了對(duì)傳熱面的沖刷。 3)飽和蒸汽 對(duì)流速和清理無甚要求，并易于排除冷凝液。 宜于通入管內(nèi)空間的流體 1)不清潔的流體 因?yàn)樵诠軆?nèi)空間得到較高的流速并不困難，而流速高，懸浮物不易沉積，且管內(nèi)空間也便于清洗。 (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。一般采用的換熱管的中心距不小于管子外徑的 1. 25 倍。管子在管板上的標(biāo)準(zhǔn)排列形式有四種：正三角形和轉(zhuǎn)角正三角形排列，適用與殼程介質(zhì)清潔，且不需要進(jìn)行機(jī)械清洗的場合。盡管近年來受到不斷涌現(xiàn)的新型換熱器的挑戰(zhàn)，但反過來也不斷促進(jìn)了自身的發(fā)展。該外徑應(yīng)小于殼體內(nèi)徑 D，一般推薦浮頭管板與殼體內(nèi)壁的間隙 b1=3~ 5mm。 浮頭式換熱器的一端管板與殼體固定，而另一端的管板可在殼體內(nèi)自由浮動(dòng)，殼體和管束對(duì)膨脹是自由的，故當(dāng)兩張介質(zhì)的溫差較大時(shí)，管束和殼體之間不產(chǎn)生溫差應(yīng)力。至于殼程的壓力也受滑動(dòng)接觸面的密封限制。這就影響了它的使用場合，僅宜用于管殼壁溫度相差較大，或殼程介質(zhì)易結(jié)垢而管程介質(zhì)不易結(jié)垢，高溫、高壓、腐蝕性強(qiáng)的情形。當(dāng)管束和殼體之間的溫差太大而產(chǎn)生不同的熱膨脹時(shí)，常會(huì)使管子與管板的接口脫開，從而發(fā)生介質(zhì)的泄漏。因此工業(yè)上所用換熱設(shè)備以間壁式換熱器居多。 過熱器是將流體（一般是氣體）加熱到過熱狀態(tài)的熱交換器。 換熱器類型的選擇 換熱器的分類 隨著換熱器在工業(yè)生產(chǎn)中的地位和作用不同，換熱器的類型也多種多樣，不同類型的換熱器也各有優(yōu)缺點(diǎn)，性能各異。凡是用管殼式換熱器和傳統(tǒng)裝置之處均可用此種換熱器取代。 新型麻花管換熱器 瑞典 alares 公司開發(fā)了一種扁管換熱器，通常稱為麻花管換熱器。 為此，美國提出了一種新方案，即建議采用螺旋狀折流板。 螺旋折流板換熱器 在管殼式換熱器中，殼程通常是一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。試驗(yàn)是采用在翅片表面噴涂 ac 鋁，并添加了 24a白色電 爐氧化鋁。 在化工廠，換熱器的費(fèi)用約占總費(fèi)用的 10%一 20%，在爍油廠約占總費(fèi)用的 35%一40%。許多新型高效換熱器不短涌現(xiàn)，如折流桿換熱器、新結(jié)構(gòu)高效換熱器、高效重沸器、高效冷凝器、雙殼程換熱器、螺紋管換熱器、螺紋鎖緊環(huán)換熱器、 Q 環(huán)高 壓換熱器、以及非金屬換熱器、稀有金屬換熱器等都是其代表杰作，這些新型高效換熱器的出現(xiàn)已經(jīng)并正在為飛速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)和節(jié)約能源作出了不可估量的貢獻(xiàn)。 那么，既然是結(jié)構(gòu)強(qiáng)度沒有得到根本性的改變，近些年板式類換熱器又是怎樣被重視起來的呢？這種變化是與世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展環(huán)境，尤其是能源發(fā)展環(huán)境的變化息息相關(guān)的。板式類換熱器能夠被深入研究和開發(fā)，固然是有其歷史必然的。 二十世紀(jì) 30 年代末，瑞典又制造出第一臺(tái)板殼式換熱器，用于紙漿工廠。 操作條件圖等內(nèi)容。在設(shè)計(jì)中，主要以循環(huán)水為冷卻劑，在給定的操作條件下對(duì)苯 精餾塔塔 冷卻器進(jìn)行設(shè)計(jì)。以板代管制成的換熱器，結(jié)構(gòu)緊湊，傳熱效果好，因此陸續(xù)發(fā)展為多種形式。 長期以來，非接觸式換熱器一直是管殼式（列管式）換熱器一國獨(dú)大的局面。板式類換熱器的這個(gè)缺點(diǎn)是由其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)所決定的，所以在其自身范圍內(nèi)無法改變和突破，而它也就嚴(yán)重地制約了這種高換熱性能換熱器的應(yīng)用和發(fā)展。并出現(xiàn)了不可拆的焊合一體式板式換熱器，盡管不能方便地拆洗，強(qiáng)度卻有所增加。 換熱器在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用 換熱器的工業(yè)應(yīng)用 在化工、石油、動(dòng)力、制冷、食品等行業(yè)中廣泛使用各種換熱器，且它們是上述這些行業(yè)的通用設(shè)備，并占有十分重要的地位。用該方法不僅可噴涂金屬還能噴涂合金和陶瓷（金屬陶瓷混合物），從而得到各種不同性能的表面。所以，氣動(dòng)噴涂法促進(jìn)表面與基本相互作用的分支邊界的形成，能促進(jìn)粉末粒子向基體的滲透，這就說明了附著強(qiáng)度高，有物理接觸和金屬鏈形成。優(yōu)越弓形折流板管殼式換熱器很難滿足高熱效率的要求，故常為其他型式的換熱器所取代（如緊湊型板式 換熱器）。折流板的軸向重疊，如欲縮小支持管子的跨度，也可得到雙螺旋設(shè)計(jì)。該換熱器總傳熱系數(shù)較常規(guī)換熱器高 40%，而壓力降幾乎相等。更重要的是，由于焊料迅速老化和破碎會(huì)造成機(jī)器和設(shè)備堵塞，隨之提前報(bào)損。若使氣體全部冷凝，則稱為全凝器，否則成為分凝器。這類換熱器由于少量流體相互摻和易造成流體間的“污染”。 列管式換熱器是最典型的管殼式換熱器，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 (250— 1500 卅 2／小 3)占據(jù)主導(dǎo)地位。這類換熱器的特點(diǎn)是：管束可以自由伸縮，不會(huì)因管殼之間的溫差而產(chǎn)生熱應(yīng)力，熱補(bǔ)償性能好；管程為雙管程，流程較長，流速較高，傳熱性能較好；承壓能力強(qiáng)；管束可以從殼體內(nèi)抽出，便于檢修和清洗，且結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)便宜。此類換熱器的管束膨脹不受殼體的約束 ，所以殼體與管束之間不會(huì)由膨脹量的不同而產(chǎn)生熱應(yīng)力。 換熱器的逸擇 隨著經(jīng)濟(jì)的