【正文】 化工原理課程設(shè)計(jì) 10 lp LN?= =2（管程） 傳熱管總數(shù) TN =471 2=942（根） 三、平均傳熱溫差校正及殼程數(shù) 換熱器的平均傳熱溫差由下式計(jì)算： 1221t tTTR ???? 冷流體的溫升熱流體的溫降 1112 tt tTP ??兩流體最初溫差冷流體的溫升 其中溫差校正系數(shù) t?? 與流體的進(jìn)出口溫度有關(guān)，也與換熱器的殼程數(shù)及管程數(shù)有關(guān)（ t?? 值可查溫差校正系數(shù)圖）。管板與管子的連接可脹接或焊接。 圓缺形 . 圓盤形 化工原理課程設(shè)計(jì) 12 * 本次列管式換熱器設(shè)計(jì)的折流板取圓缺形，圓缺的高度為殼體內(nèi)徑的 25%即： 1 21 2 5 0%25h ??? （ mm）故可取 h=320m（ mm） 折流板間距 B== 1250=375(mm)故可取 B=400（ mm） 折流板數(shù) 4 0 07 0 0 01 ???? ——折流板間距 傳熱管長(zhǎng)BN（塊） 七、 其它主要附件及接管 拉桿數(shù)量與直徑可查《拉桿直徑與拉桿數(shù)表》選取 * 本次列管式換熱器設(shè)計(jì)的內(nèi)徑為 1250mm故其拉桿直徑為 12? ，拉桿數(shù)量不得少于 10 個(gè)。另外，計(jì)算溫差應(yīng)力，檢驗(yàn)所設(shè)計(jì)的換熱器型式是否合適，是否需要加設(shè)溫度補(bǔ)償裝置等均需核算壁溫。 殼程流體阻力核算： 對(duì)于圓缺形折流板時(shí)殼程流體阻力采用貝爾方法計(jì)算： sti NFPPP )( 01 ????? 式中 1P? 殼程總阻力； 0P? 流過管束的阻力； iP? 流過折流板缺口的阻力； tF 殼程校正系數(shù)（對(duì)氣體 ，對(duì)液體 ） sN 殼程數(shù) 其中 2)1( 2000 ?uNNFfP BTC ??? 2)( 0 ?uDBNPBi ??? * 本次列管式換熱器的設(shè)計(jì)中殼程流體阻力的核算： 取 sN =1, tF =1, smu / ? ，流體流經(jīng)管束的阻力損失： F = 6 7 4 5 6 ??? ?f 16?BN ???? ?NN TC PaP 3 9 8 0 5)2 ()116( 7 4 20 ????????? 流體流過折流板缺口的阻力損失： 由 B= D= 則： PauD BNP Bi 2 3 62 ) )( 20 ?????????? （? 總阻力損失： ??1P 39805+= Pa410? 由于所設(shè)計(jì)即日起殼程流體的操作壓力較高，故此阻力損失也較適 宜。而從提高泵的抗汽蝕性能考慮，應(yīng)減小吸入流速；對(duì)于高汽蝕 性能要求的泵，進(jìn)口流速可以取到 。離心 式壓縮機(jī) 一般為單側(cè)進(jìn)氣，用單級(jí)葉輪；流量大的可雙側(cè)進(jìn)氣 ，用兩個(gè)背靠背的葉輪 。 通過這些天的努力讓我對(duì)《化工原理》這門課有了更加深刻的認(rèn)識(shí) ，對(duì)離心泵的結(jié)構(gòu)和工作原理的深刻理解，學(xué)會(huì)了理論與實(shí)際結(jié)合 ， 既體會(huì)到學(xué)習(xí)書本知識(shí)的重要性，又 讓自己有了動(dòng)手解決實(shí)際問題 能力，這為 以后 的學(xué)習(xí)以及將來的工作 打下 了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 所以 課程設(shè)計(jì) 讓 我們 能夠 理論結(jié)合實(shí)際 ，并不局限于紙上談兵 。理論 化工原理課程設(shè)計(jì) 20 上選擇活塞式壓縮機(jī)可在較高效率下完成輸送任務(wù)，但考慮設(shè)計(jì)難度以及經(jīng)濟(jì)性，選擇離心式壓縮機(jī)。 泵的設(shè)計(jì) 確定泵進(jìn)出口的直徑 泵吸入口的流速 一般取為 3m/s 左右。 167。 167。 常用的折流擋板有圓缺形和圓盤形兩種，前者更為常用。每程內(nèi)都采用正三角形排列，而在各程之間為了便于安裝隔板，采用正方形排列方式。列管式換熱器的長(zhǎng)徑比可在 4~25 范圍內(nèi)，一般情況下為 6~10。在熱損失很小，可以忽略不計(jì)的條件下，對(duì)于無相變的工藝物流，換熱器的熱負(fù)荷 化工原理課程設(shè)計(jì) 7 由下式確定： Q?= 1m1cp 1tΔ 式中 Q?熱負(fù)荷， kJ/h； m?工藝流體的質(zhì)量流速， kg/h； 1pc 工藝流體的熱容， kJ/kg℃； 1tΔ 工藝流體的溫度變化，℃ * 由上式計(jì)算本次列管式換熱器設(shè)計(jì)的熱負(fù)荷： Q?= 1m1cp 1tΔ=221000(100－ 50) =36431850kJ/h =10120kw 二、 冷卻劑的用量 冷卻劑的用量取決于工藝流體所需的熱量及冷卻劑的進(jìn)出口溫度，此外還與設(shè)備的熱損失有關(guān)。 。 填料函式換熱器具有浮頭式的優(yōu) 點(diǎn)，又克服了固定管板式的缺點(diǎn)，制造方便， 化工原理課程設(shè)計(jì) 6 易于檢修清洗。為了浮頭部分便于檢修、安裝和清洗，浮頭端常常設(shè)計(jì)成可拆卸結(jié)構(gòu)，安裝時(shí)要保證浮頭的密封，否則操作時(shí)無法知道內(nèi)浮頭端是否泄漏。而具體的選用則需要綜合多種因素?fù)駜?yōu)選擇。它是化工、冶煉、機(jī)械和其它許多工業(yè)廣泛應(yīng)用的一種通用工藝設(shè)備，特別是對(duì)于迅速發(fā)展的化工、煉油等工業(yè)生產(chǎn)來說，換熱器尤為重要。 23 第九章 答辯記錄及評(píng)語 21 第七章 參考文獻(xiàn) 設(shè)計(jì)方案初選 要求處理混合氣體的流量為221000kg/h，試設(shè)計(jì)一臺(tái)列管式換熱器，完成該設(shè)計(jì)任務(wù)。 列管式換熱器的主要結(jié)構(gòu) 12 167。 16 第三章 輔助設(shè)備的設(shè)計(jì) 167。 表 11 換熱器的分類及主要性能比較 分類 名稱 相對(duì)費(fèi)用 耗用金屬 （ kg/m178。當(dāng)管壁與殼壁的壁溫相差大于 50℃時(shí)，為減小或消除溫差產(chǎn)生的熱應(yīng)力，必須設(shè)有溫差補(bǔ)償裝置，比如波形膨脹節(jié)。但管內(nèi)清洗困難，故管內(nèi)必須是清潔和不易結(jié)垢的物流。 第二章 列管式換熱器的設(shè)計(jì)及計(jì)算 167。從熱交換角度，混合氣體走殼程可以與空氣進(jìn)行熱交換，增大傳熱強(qiáng)度。 * 根據(jù)本次設(shè)計(jì)的要求，查列管式換熱器用 作冷卻器時(shí)的 K 值范圍表選擇總的傳熱系數(shù) K=412w 2m /℃ 按逆流估算本次列管式換熱器設(shè)計(jì)的傳熱面積： mKQAt1?? = 1010120 3?? =567 2m 考慮到估算性質(zhì)的影響，常取傳熱面 積為計(jì)算值的 ~ 倍 ,即： 表 22 A=567 =709 2m 167。而一般要求 t?? 值不得低于 ，否則會(huì)出現(xiàn)溫度交叉或溫度逼近的情況，此時(shí)應(yīng)該采用多殼程結(jié)構(gòu)的換熱器或多臺(tái)換熱器串聯(lián)。 化工原理課程設(shè)計(jì) 11 * 本次列管式換熱器的設(shè)計(jì)采用組合排列法，即每程內(nèi)均按正三角形排列，隔 板兩側(cè)采用正方形排列。 在殼程入口處應(yīng)該 設(shè)置防沖擋板，如圖 23 圖 23 換熱器流體進(jìn)出口接管不宜采用軸向接管，但如果必須采用軸向接管時(shí)，應(yīng)考慮設(shè)置管程緩沖擋板，而接管直徑取決于處理量和適宜的流速，同時(shí)還應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)性及強(qiáng)度要求。 對(duì)于穩(wěn)定的傳熱過程，如果忽略污垢熱阻，則有 )()( mwccwmnn ttATTAQ ???? ?? 式中 Q換熱器熱負(fù)荷， w； mT 熱流體平均溫度， ℃ ； wT 熱流體側(cè)的管壁溫度， ℃ ； mt 冷流體的平均溫度， ℃ ； wt 冷流體側(cè)的管壁溫度， ℃ ； n? 熱流體側(cè)的傳熱膜系數(shù)， ℃/ 2mw ； c? 冷流體側(cè)的傳熱膜系數(shù)，