【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，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——殼程流體的摩擦系數(shù)，當(dāng)Re﹥500時，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——殼徑，mh——折流擋板間距，mdo——換熱器外徑，muo——按殼程流通截面積S計算的流速，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),然而在工程實際中,由于管子振動使管子與管板連接處受力較大,從而導(dǎo)致脹接或焊接點的損壞,造成泄漏。產(chǎn)生振動的振源為流體穩(wěn)定流動產(chǎn)生的振動,流體速度的波動,通過管道或其它連接件傳播的動力機械振動等,橫向流是流體誘導(dǎo)管束振動的主要根源。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)生振動和位移，因而在固有頻率分析時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，但不能發(fā)生縱向位移，因而可以看作是簡支。f2/fn?？拐竦母就窘?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，我充分認識到以下幾點：（1）.實踐來自理論，又高于理論這次專業(yè)性較強的課程設(shè)計，讓我認識到：課堂上理論知識掌握的再好，沒有落實到實處，是遠遠不夠的。這對沒有電腦的我來說，實在又是一個挑戰(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：團結(jié)就是力量。起初，老師布置班級的同學(xué)分為若干個組，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[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[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[M].上海：華東理工大學(xué)出版社，2002[7] 華東理工大學(xué)機械制圖教研組. 化工制圖[M]. 北京：高等教育出版社，1993[8] 王靜康. 化工設(shè)計[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版，1998[9] 傅啟民. 化工設(shè)計[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)備機械設(shè)計基礎(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，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。振動是不可避免的但是輕微的振動不但不會帶來損壞,而且還有強化傳熱和減少結(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，為方便計算，美國的管殼式換熱器制造者協(xié)會設(shè)計了相應(yīng)的計算公式和振型常數(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)，由下面的式子計算： 換熱管發(fā)生振動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。通過以上管束振動的分析可知，管子的振動與管子的系統(tǒng)的固有頻率、系統(tǒng)的阻尼和流體流動特性等因素有關(guān)。換熱器內(nèi)密集的管束中,任何一根管子的運動都會改變周圍的流場。另外，橫流流動與激振機理與流體介質(zhì)還有一定的關(guān)系，具體見下表：. 橫流流動與激振機理與流體介質(zhì)關(guān)系表流動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)生重要氣流中不能發(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 因為所涉及的是煤油與冷卻水，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行分析。大多數(shù)振動破壞都是換熱器管束的機械損壞，主要的有以下幾點:　　當(dāng)管子振動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——殼程壓力降的垢層校正系數(shù)，無因次，；Ns——殼程數(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擇因為水u=，煤油流量 ,所以管程和殼程都不設(shè)防沖板或?qū)Я魍?。脹接是靠管子的變形來達到密封和壓緊的一種機械連接方法，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》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，實際仍然需要設(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)以上的計算可以得到如下的計算結(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，改善傳熱，在臥式換熱器中還起支撐管束的作用。四. 機械結(jié)構(gòu)設(shè)計換熱器中最常用的管徑有φ19mm2mm和φ25mm。s輕有機物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)部位焊上一個補償圈，當(dāng)外殼和管束的熱膨脹程度不同時，補償圈發(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)計和選擇得到使用、高效的換熱器對降低設(shè)備的造價和操作費用具有十分重要的作用?！?.…………25