【正文】 周邊所產(chǎn)生的力為： 其中，f==，則 qp= 在溫差應(yīng)力作用下，每平方米脹接周邊所產(chǎn)生的力為： 其中，而同時(shí)，At=因而，管子拉脫力在許用范圍之內(nèi)，不許用安裝膨脹節(jié)。fo——?dú)こ塘黧w的摩擦系數(shù)，當(dāng)Re﹥500時(shí)，nc——橫過管束中心線的管子數(shù)，對正三角形排列ncNB——折流擋板數(shù)代入數(shù)值得：=1930825=而，其中h=，d=，NB=29,D——?dú)?，mh——折流擋板間距，mdo——換熱器外徑，muo——按殼程流通截面積S計(jì)算的流速，而S=h（Dncdo）代入數(shù)值得： =29（） =1380Pa對于液體=，于是我們有：=1（1380+）=2317Pa100kpa經(jīng)過以上的核算，我們發(fā)現(xiàn)，管程壓力降和殼程壓力降都符合要求。管子與管板的連接處是換熱器中十分重要的結(jié)構(gòu),然而在工程實(shí)際中,由于管子振動(dòng)使管子與管板連接處受力較大,從而導(dǎo)致脹接或焊接點(diǎn)的損壞,造成泄漏。產(chǎn)生振動(dòng)的振源為流體穩(wěn)定流動(dòng)產(chǎn)生的振動(dòng),流體速度的波動(dòng),通過管道或其它連接件傳播的動(dòng)力機(jī)械振動(dòng)等,橫向流是流體誘導(dǎo)管束振動(dòng)的主要根源。U———相鄰兩管間的流體平均速度,m/s　　由紊流抖振而誘發(fā)的振動(dòng)不很規(guī)律,較少導(dǎo)致大范圍的共振響應(yīng)。一根管子的位移會對相鄰的管子施加流體力而使其也產(chǎn)生位移。換熱管與管板之間不論采用焊接、脹接或脹接焊接并用，都不能發(fā)生振動(dòng)和位移，因而在固有頻率分析時(shí)可看作剛性固定支撐；管束中間用弓形折流板支撐，管子與折流板管孔之間有很小的的間隙，管子可以轉(zhuǎn)動(dòng)，但不能發(fā)生縱向位移，因而可以看作是簡支。f2/fn。抗振的根本途經(jīng)是激振力頻率盡量避開管子的固有頻率。（5）在換熱管外表面沿周向纏繞金屬絲或沿軸向安裝金屬條，可抑制周期性漩渦的形成。經(jīng)過這次化工原理課程設(shè)計(jì)，我充分認(rèn)識到以下幾點(diǎn)：（1）.實(shí)踐來自理論，又高于理論這次專業(yè)性較強(qiáng)的課程設(shè)計(jì)，讓我認(rèn)識到：課堂上理論知識掌握的再好，沒有落實(shí)到實(shí)處，是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。這對沒有電腦的我來說，實(shí)在又是一個(gè)挑戰(zhàn)，不僅僅是硬件條件的缺乏，更是打字熟練程度的限制讓我痛苦不堪。于是，我覺得，那句老生常談還是有道理的：團(tuán)結(jié)就是力量。起初，老師布置班級的同學(xué)分為若干個(gè)組，然后攜手完成，我們起先不理解老師為何這樣安排，于是就各自為戰(zhàn)。圖書館的作用大，在資料的海洋中不再害怕。[1] 夏清，姚玉英,陳常貴,等. 化工原理[M]. 天津：天津大學(xué)出版社，2001[2] 華南理工大學(xué)化工原理教研組. 化工過程及設(shè)備設(shè)計(jì)[M]. 廣州：華南理工大學(xué)出版社，1996[3] 刁玉瑋,王立業(yè). 化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)（第五版）[M]. 大連：大連理工大學(xué)出版社, 2000[4] 大連理工大學(xué)化工原理教研室．化工原理課程設(shè)計(jì)[M]. 大連：大連理工大學(xué)出版社，1996[5] 魏崇光，鄭曉梅. 化工工程制圖[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社,1998[6] 婁愛娟,吳志泉. 化工設(shè)計(jì)[M].上海：華東理工大學(xué)出版社，2002[7] 華東理工大學(xué)機(jī)械制圖教研組. 化工制圖[M]. 北京：高等教育出版社，1993[8] 王靜康. 化工設(shè)計(jì)[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版，1998[9] 傅啟民. 化工設(shè)計(jì)[M]. 合肥：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，2000[10] 董大勤. 化工設(shè)備機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社,1999[11] GB 1511999管殼式換熱器[12] JB/T 471592 固定管板式換熱器與基本參數(shù)[13] 靳明聰. 換熱器[M]. 重慶：重慶大學(xué)出版社，1990[14] 蘭州石油機(jī)械研究所. 換熱器[M]. 北京：烴加工出版社，1986[15]GB15098鋼制壓力容器[16]化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)，化學(xué)工業(yè)出版社，2003167。(4)改變管束支撐形式,采用新型的縱向流管束支撐,例如折流桿式、空心環(huán)式、整圓形異形孔折流板,還可以用折流帶或折流棒來代替折流板等。振動(dòng)是不可避免的但是輕微的振動(dòng)不但不會帶來損壞,而且還有強(qiáng)化傳熱和減少結(jié)垢的作用。對于多跨直管的固有頻率求解方程相當(dāng)復(fù)雜，為方便計(jì)算，美國的管殼式換熱器制造者協(xié)會設(shè)計(jì)了相應(yīng)的計(jì)算公式和振型常數(shù)，將等跨距直管的固有頻率簡化為跨度數(shù)和兩端支撐條件決定的參數(shù)，由下面的式子計(jì)算： 換熱管發(fā)生振動(dòng)的基本條件是各種激振力的頻率等于或接近換熱管的固有頻率。通過以上管束振動(dòng)的分析可知，管子的振動(dòng)與管子的系統(tǒng)的固有頻率、系統(tǒng)的阻尼和流體流動(dòng)特性等因素有關(guān)。換熱器內(nèi)密集的管束中,任何一根管子的運(yùn)動(dòng)都會改變周圍的流場。另外，橫流流動(dòng)與激振機(jī)理與流體介質(zhì)還有一定的關(guān)系，具體見下表：. 橫流流動(dòng)與激振機(jī)理與流體介質(zhì)關(guān)系表流動(dòng)情況漩渦分離湍流抖振流體彈性不穩(wěn)定性聲共振液流中可能發(fā)生可能發(fā)生重要?dú)饬髦胁荒馨l(fā)生可能發(fā)生重要重要兩相流中不可能發(fā)生不重要重要不大可能 因?yàn)樗婕暗氖敲河团c冷卻水，均是液體，和湍流抖振漩渦分離、湍流抖振、流體彈性不穩(wěn)定性這三者相關(guān)性較大，便主要從這三方面進(jìn)行分析。大多數(shù)振動(dòng)破壞都是換熱器管束的機(jī)械損壞，主要的有以下幾點(diǎn):　　當(dāng)管子振動(dòng)的振幅大到足以使相鄰管子互相撞擊,或邊緣管不斷擊打殼體,在管子的撞擊部位將產(chǎn)生特有的菱形磨損形式,管壁不斷減薄而至最后開裂。下面以埃索法計(jì)算殼程壓力降：殼程壓力降埃索法公式為：——流體橫過管束的壓力降，Pa；——流體通過折流擋板缺口的壓力降，Pa；Fs——?dú)こ虊毫档墓笇有Ｕ禂?shù)，無因次，；Ns——?dú)こ虜?shù)；而=，nc=19，NB=29,uo=。換熱管規(guī)格外徑壁厚/mm換熱管最小伸出長度最小坡口深度/mm/mm鞍式支座的示意圖(BI型). 防沖板或?qū)Я魍驳倪x擇因?yàn)樗畊=，煤油流量 ,所以管程和殼程都不設(shè)防沖板或?qū)Я魍病Ｃ浗邮强抗茏拥淖冃蝸磉_(dá)到密封和壓緊的一種機(jī)械連接方法，如圖113所示。 采用組合排列法，即每程均按正三角形排列，隔板兩側(cè)采用正方形排列。+12%低合金鋼GB994810%管子在管板上的排列方式最常用的為圖19所示的（a）、（b）、（c）、（d）四種，即正三角形排列（排列角為30176。 查（《化工單元設(shè)備設(shè)計(jì)》P2527）得固定管板式換熱器的管板的主要尺寸：公稱直徑Dbcd螺栓孔數(shù)60073069059864536102328在固定管板式換熱器中，管板與殼體的連接均采用焊接的方法。所以，殼程和管程接管的最小位置的計(jì)算就顯得很必要了。 （右）所列數(shù)據(jù)。但為了增加換熱器的剛度，防止管子振動(dòng)，實(shí)際仍然需要設(shè)置一定數(shù)量的支承板，其形狀與尺寸均按折流板一樣來處理。所以，代入數(shù)據(jù)我們有： D=32*18+2*（~）*25 =626~651mm取D=600mm 根據(jù)以上的計(jì)算可以得到如下的計(jì)算結(jié)果：DN,mm600管程數(shù)2殼程數(shù)1管子規(guī)格25*管子根數(shù)240中心排管數(shù)19管程流通面積，m2換熱面積，m2100換熱器長度，mm6000 通過查表，可以發(fā)現(xiàn)下面的結(jié)構(gòu)尺寸的換熱器和所需的比較接近，故而選擇該種換熱器：DN,mm600管程數(shù)2殼程數(shù)1管子規(guī)格25*管子根數(shù)232中心排管數(shù)16管程流通面積，m2換熱面積，m2換熱器長度，mm6000設(shè)置折流板的目的是為了提高流速，增加湍動(dòng)，改善傳熱，在臥式換熱器中還起支撐管束的作用。四. 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)換熱器中最常用的管徑有φ19mm2mm和φ25mm。s輕有機(jī)物μ＜s水（流速為1m/s）水水溶液μ＜2mPa2= 2700Pa⑧ 缺口損失△P2=NB()(u0178。) /2=3 178。注：由于是多程，故為了方便安裝分程板，采用組合式排列跟方便。/h解得n=90查傳熱手冊，初選總傳熱系數(shù)K=340W/(m178。167。有具有補(bǔ)償圈（或稱膨脹節(jié)）的固定板式換熱器，即在外殼的適當(dāng)部位焊上一個(gè)補(bǔ)償圈，當(dāng)外殼和管束的熱膨脹程度不同時(shí)，補(bǔ)償圈發(fā)生彈性變形（拉伸或壓縮），以適應(yīng)外殼和管束的不同的熱膨脹程度。因此，設(shè)計(jì)和選擇得到使用、高效的換熱器對降低設(shè)備的造價(jià)和操作費(fèi)用具有十分重要的作用。……………………………………………………………………………………..…………25