【正文】 = 7850= 進(jìn)水口采用凸法蘭，出水口采用凹法蘭， 查閱《材料與零部件》 P380，表 2219，取法蘭直徑＝ 235 mm，厚度 b=10mm，螺栓孔間距 D1＝ 200mm， D2=178mm，孔直徑＝ 18mm。 質(zhì)量 =7850 =。 A A L 2qL LqA82? 2qA2? 空氣壓縮機(jī)后冷卻器設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū) 第 16 頁(yè) 共 18 頁(yè) 七、設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果匯總表 換熱器的工藝計(jì)算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要結(jié)果和主要尺寸匯總于下表： 工藝參數(shù) 管程 殼程 質(zhì)量流量 /(kg/h) 20620 進(jìn) /出口 溫度 /℃ 25/33 148/42 操作壓力 /MPa 物性參數(shù) 定性溫度 /℃ 95 29 密度 /(kg/m3) 定壓比熱熔/[kJ/(kg但不可否認(rèn)的是設(shè)計(jì)過(guò)程很磨練人的耐心和毅力。 三、 AutoCAD 繪圖 這是第一次嘗試用專(zhuān)業(yè)繪圖軟件 AutoCAD 進(jìn)行繪圖。 耐心、細(xì)心、決心 —— 是本次課程設(shè)計(jì)最大的感受。其實(shí)查資料是很講究技巧的，也是相對(duì)比較靈活的。K)] 平均傳熱溫差 /℃ 熱流量 /kW 傳熱面積裕度 /% 設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)程數(shù) 2 1 推薦使用材料 碳鋼 碳鋼 換熱器型式 固定管板式 臺(tái)數(shù) 1 殼體內(nèi)徑 /mm 450 傳熱面積 /m2 管 徑 /mm Ф 25 折流板型式 上下 管 數(shù) /根 100 折流板數(shù) /個(gè) 19 管 長(zhǎng) /mm 3000 折流板間距 /mm 150 空氣壓縮機(jī)后冷卻器設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū) 第 17 頁(yè) 共 18 頁(yè) 計(jì) 管子排列方式 △ 切口高度 /mm 110 管間距 /mm 32 封頭 2個(gè) Do=450mm 封頭法蘭 dH=450mm 隔板 b=10mm 拉桿 4根 d=16mm 支座 (JB116781)A型 管箱（非標(biāo)準(zhǔn)） Do=450mm 管箱法蘭 dH=450mm 定距管 Ф 25 2 管板 請(qǐng)參閱說(shuō)明書(shū) P11 殼程接管 Ф 125 4 殼程接管法蘭 dH＝ 235mm 管程接管 Ф 150 管程接管法蘭 dH=260mm 排氣液管 Ф 45 排氣液管法蘭 dH=45mm 備注 設(shè)備總重取整為 1018kg 八、設(shè)計(jì)總結(jié) 此次化工原理課程設(shè)計(jì)題目是“空氣壓縮機(jī)后冷卻器設(shè)計(jì)”，因?yàn)樯蠈W(xué)期 彭老師 對(duì) 傳熱與換熱設(shè)備相關(guān)內(nèi)容 講得很詳細(xì) ，印象還比較深，加上這學(xué)期 正好 學(xué)習(xí) 了 《過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)》 。 M總 校正為 1020kg。法蘭重量：凹法蘭＝ ，凸法蘭 =，螺栓規(guī)格： M16，數(shù)量為 8。 六、 附屬件的計(jì)算及選型 根據(jù)《流體力學(xué)與傳熱》 P207，接管直徑公式，同時(shí)也考慮到接管內(nèi)的流體流速為相應(yīng)管、殼程流速的 ～ 。 前面第四章第四節(jié)已算出： 折流板數(shù) NB=19 塊 圓缺高度 h＝ 110 mm 板間距 B＝ 150mm 查閱《換熱器設(shè)計(jì)手冊(cè)》 P182，表 1626和表 1633，得： 折流板直徑 Da＝ (450－ － )mm=446mm 折流板厚度 C＝ 5 mm。 管子在管板上的固定方式 采用焊接法在管板上固定管子。 殼體壁厚 查閱《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》 P126，表 93，采用 鋼板 (GB3274)，其中鋼密度＝ 7850kg因此，取兩側(cè)污垢熱阻為零計(jì)算傳熱管壁溫。℃ )的關(guān)系： 39。℃ ) (3)基于管內(nèi)表面積的總傳熱系數(shù) Ki 查閱《 化工原理（上） 》 P365， 附錄 22，得 ? 冷卻水側(cè)的熱阻 Rso＝ 由《化工原理上冊(cè) 》 P278，公式 4123，得 橫過(guò)管束中心線的管數(shù) 為 ? = 126 ≈ 13根 由《化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》 P67，公式 316， 隔板中心到離其最近一排管中心距離 S=t/2+6=32/2+6=22 mm 取 各程相鄰管的管心距為 44mm。根據(jù)《傳熱傳質(zhì)過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)》 P14，公式 12， 則估算的傳熱面積為 m39。m 1 確定主要物性數(shù)據(jù) 可取流體進(jìn)出口溫度的平均值。 （ 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。空氣壓縮機(jī)后冷卻器設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū) 第 1 頁(yè) 共 18 頁(yè) 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(lèi)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 ??；③殼程不易結(jié)構(gòu)或能化學(xué)清洗。 根據(jù)的原則有 ： （ 1） 因?yàn)?熱空氣的操作壓力達(dá)到 ，而冷卻水的操作壓力取 ，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。 三、設(shè)計(jì)條件及主要物性參數(shù) 設(shè)計(jì)條件 由設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)可得設(shè)計(jì)條件如下 表 ： 類(lèi)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)） 83 148 42 冷卻水（管外） － 25 33 注： 要求設(shè)計(jì)的冷卻器在規(guī)定壓力下操作安全，必須使設(shè)計(jì)壓力比最大操作壓力略大，本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)壓力比最大操作壓力大 。 s） 導(dǎo)熱系數(shù) λ o （ W℃ 1。 查《熱交換器原理與設(shè)計(jì)》 P46，表 23 管間距，取管間距： t ＝ 32 mm ?！?) (2)管程對(duì)流傳熱系數(shù) 由《流體力學(xué)與傳熱》 P158，公式 452a、 452b，得 hi = iid? 其中： ① 管程流通截面積 Si = 242id n? ? = 12642? ? = m2 ② 管程空氣的流速