【正文】 原酒精濃度在40~45%條件下，進(jìn)料量為3m179。當(dāng)酒精達(dá)到一定的濃度，再進(jìn)入蒸餾塔中蒸餾。盡管酒精的腐蝕性較小，但考慮到酒精產(chǎn)品的純度要求較高，為此將換熱器的管子和殼體均采用不銹鋼制造。由于酒精腐蝕性小是清潔流體，故可以選用d0=φ25x2的不銹鋼管。如圖26所示圖26(1)傳熱系數(shù)校核：1)顯熱段傳熱系數(shù)KCL 設(shè)傳熱管出口處汽化率xe=，則用式（213）qmt= （213）計算循環(huán)流量qmt其中qmb為釜液汽化質(zhì)量流量；qmt==① 顯熱段管內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 用式（214）計算傳熱管內(nèi)質(zhì)量流速G為G=qmt/Si Si=πdi2NT/4 （214）其中Si為管內(nèi)流通截面積，m2；di為傳熱管內(nèi)徑，m；NT為傳熱管系數(shù)G=（）=（m2 s）管內(nèi)雷諾數(shù)和普朗特數(shù)分別為Re=diG/Si （215）Pr=cpiηi/λi （216）Re=Pr=用式 hi= （217）=（m2 K）② 計算管外冷凝表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 用式（218）計算蒸汽冷凝的質(zhì)量流量qm0為qm0=Φ/r0=（218）計算傳熱管外單位潤濕周邊上冷凝的質(zhì)量流量M為M=qm/πd0NT=（）=（ms） （219）計算冷凝液膜的Re0為Re0=4M/η=2100計算管外冷凝表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h0為h0= Re01/3/（η2/ρ2gλ3）1/3 （220）=[（）2/(）]1/3=660 W/（m2 K）式中，是對雙組分冷凝按單組分計算的校正。選擇不可拆式，采用焊接的方法連接參照選取 附圖31所示圖31換熱管與管板具有較好的可焊性，且沒有較大的振動及有間隙腐蝕的場合，故采用強(qiáng)度焊加貼脹。在安裝溫度下：如圖39（a）所示，殼體與管子的長度均為2500mm，操作狀態(tài)下自由伸長時，如圖39（b）所示，殼體和管子溫度都升高，若管壁溫度高于殼體壁溫度，則管子自由伸長量δt和殼體自由伸長量δs分別為：δt=αt(ttt0)L （35）δs=αs(tst0)L （36）式中αt，αs–管子和殼體材料的溫度膨脹系數(shù)，℃1；t0安裝時的溫度，℃；tt，ts 操作狀態(tài)下管壁溫度和殼體溫度，℃。At換熱管總截面面積，mm2；As殼壁橫截面面積，mm2。所以蒸汽進(jìn)管補(bǔ)強(qiáng)圈厚度選取6mm，酒精出管補(bǔ)強(qiáng)圈厚度選取8mm，酒精進(jìn)管補(bǔ)強(qiáng)圈厚度選取5mm。 再沸器的主要結(jié)構(gòu)如圖313所示，主要管口尺寸見表33，主體結(jié)構(gòu)尺寸見表34表33 主要管口尺寸管口代號公稱尺寸用途aG3/4排氣口bDN250酒精出口cDN50冷凝水出口dDN80酒精進(jìn)口eDN50排水口fDN20排污口gDN100蒸汽進(jìn)口表34 主體結(jié)構(gòu)尺寸名稱尺寸（mm）材質(zhì)筒體壁厚80Cr18Ni9管箱壁厚60Cr18Ni9管板厚度510Cr18Ni9筒體高度23950Cr18Ni9筒體直徑φ10000Cr18Ni9管箱高度5000Cr18Ni9墊片尺寸φ1044xφ1004x3石棉橡膠板支座C2 DN10000Cr18Ni9/Q235B封頭EHA1000x60Cr18Ni9 圖313 再沸器的主要附屬設(shè)備排廢器排廢器的選型可以選擇立式支腿下錐圓筒式，主要的結(jié)構(gòu)耗材清單如表35所示表35第四章 結(jié)論此次設(shè)計全面了解了換熱器的工作原理和結(jié)構(gòu)設(shè)計，熟練地應(yīng)用了CAXA繪圖軟件。首先要感謝我的導(dǎo)師***老師，*老師認(rèn)真負(fù)責(zé)，兢兢業(yè)業(yè)，他對我們嚴(yán)格要求，多少次親自找我們談話，給我們指正論文中的錯誤，幫我們解答設(shè)計過程中遇到的難題。他們在精神上和物質(zhì)上的無私支持，使得我的畢業(yè)設(shè)計少了不少后顧之憂。 在本次畢業(yè)設(shè)計中得到了同學(xué)的不少幫忙，他們不僅在設(shè)計上給予我力所能及的幫助，而且在生活上給予我無微不至的關(guān)懷。醪液再沸器選擇列管式換熱器、立式安裝，是蒸餾塔蒸發(fā)酒精液體的一部分，利用其高效的傳熱技術(shù)提高了酒精制取的濃度，目前各企業(yè)選用熱虹吸式再沸器，其結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便。 所以取蒸汽進(jìn)管長度為177mm冷凝水出管：177mm酒精出管:227mm酒精進(jìn)管: 160mm排水口：160mm 殼程接管安裝位置最小尺寸見圖310所示圖310L1≥d0/2+（b4）+C=108/2+（514）+50=151mmL2≥57/2+（514）+50=為考慮焊縫影響，一般取C≥3倍殼體壁厚且不小于50~100mm。管殼壁溫所產(chǎn)生的軸向力F1= ?As ?At (315)=（25120+61676）=壓力作用于殼體上的軸向力 F2=QAs/(As+At) (316)式中 Q= [(Di2nd02)ps+ndi2pt]= [(10002427x252)+]=F2= x105x25120/(25120+61676)=壓力作用在管子上的軸向力F3= x105x61676/(25120+61676)= (317)則 σs=（F1+F2）/As （318)=（+）/25120=60Mpaσt=（F1+F3）/At (319)=（+）/61676=24 Mpa根據(jù)GB1511999的設(shè)計規(guī)定，在考慮熱應(yīng)力的情況下管子和殼體上的應(yīng)力均小于3倍的許用應(yīng)力，實際求得的應(yīng)力均較小，滿足設(shè)計要求，故本換熱器不必設(shè)置膨脹節(jié)。總拉伸力稱為溫差軸向力，用F表示。圖34查標(biāo)準(zhǔn)JB/ 圖35對于單管程換熱器管箱且內(nèi)直徑為1000mm的可以選用常見的B型（封頭管箱）厚度為6mm，如圖36所示的結(jié)構(gòu)圖36 選用如圖37所示平焊法蘭RF 。計算泡核沸騰修正因數(shù)a為a=（+）/2=用式計算泡核沸騰表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)hnb為hnb=(Φd/Aprbηb)(ρb/ρv1)(pdi/σ) （224）=()(950/)()=2051 W/（m2 K）計算以液體單獨存在為基準(zhǔn)的對流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)hi hi=[Re（1x）] （225）=[10200（）]（m2 K）計算對流沸騰因子Ftp=（1/Xtt）==計算兩相對流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)htp=Ftpxhi== W/（m2 K）計算沸騰傳熱膜系數(shù)為hiE=htp+ahnb=+1x2051=6494 W/（m2 K）計算蒸發(fā)段傳熱系數(shù)KCE為KCE=1/（d0/hiEdi+Rid0/di+Rwd0/dm+R0+1/h0） （226）=1/（25/6494/21++105x25/23++1/6160）=3100 W/（m2 K）3)顯熱段和蒸發(fā)段長度 計算顯熱段的長度LBC與傳熱管總長L的比值LBC/L=[+()/()]=LBC == LCD ==4)平均傳熱系數(shù) 計算傳熱系數(shù)KC為KC=(KCLLBC+KCELCD)/L （227）=(+)/=2782 W/（m2 K） 需要傳熱面積為AC=Φ/(KCxΔtm)= （）=65m25)面積裕度 實際傳熱面積A==84m2H=(AAC)/A=(8465)/84=% （228）該再沸器的熱面積合適。Di =32x（231）+=729mm取筒體直徑：Di =1000mm。故殼程蒸汽的定性溫度為T=(160+130)/2=145(℃)管程流