【正文】 數(shù) l —— 管長(zhǎng)， m KC—— 傳熱系數(shù)， W/(m但由于本課程設(shè)計(jì)屬我第一次設(shè)計(jì)，而且時(shí)間比較短，查閱的文獻(xiàn)有限，本課程設(shè)計(jì)還有較多地方不夠完善，不能夠進(jìn)行有效可靠的計(jì)算。但有目標(biāo)在，或繼續(xù)請(qǐng)教其他同學(xué)，或繼續(xù)尋找；努力終會(huì)結(jié)果，這結(jié)果就是對(duì)努力的獎(jiǎng)勵(lì)。假設(shè)管板厚度 b=100mm。 時(shí)許用應(yīng)力? ? at Mp163?? 。 ）選石棉橡膠墊。 鞍式支座在換熱器上的布置應(yīng)該按照下列原則確定： 17 墊片 換熱器墊片 通過(guò)以上設(shè)計(jì)，按照 GB/T539,選定耐油石棉橡膠板作為墊片。另外，由于傳熱管內(nèi)側(cè) 污垢熱阻較大，會(huì)使傳熱管壁溫升高，降低了殼程和傳熱管壁溫之差。 傳熱面積核算 換熱面積 S按核算后所得的總傳熱系數(shù)計(jì)算。 折流板 常用的 折流板有弓形和圓盤(pán)圓環(huán)形兩種。當(dāng)選用其他尺寸的管長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)根據(jù)管長(zhǎng)的規(guī)格，合理裁用，避免材料的浪費(fèi)。 s 重有機(jī)物μ＞ 1mPa s 有機(jī)物μ＞ 1mPa 表 34 總傳熱系數(shù)的選擇 管程 殼程 總傳熱系數(shù) /[W/（ m3 物性 流體 密度 kg/m3 粘度 Pa除此之外，還可按照液體的粘度選擇流速，按材料選擇容許流速以及按照液體的易燃、易爆程度選擇安全允許流速。 、 流體通道的選擇 流體通道的選擇可參考以下原則進(jìn)行： 1． 不潔凈和易結(jié)垢的流體宜走管程，以便于清洗管子； 2． 腐蝕性流體宜走管程，以免管束和殼體同時(shí)受腐蝕，管內(nèi)也便于檢修和清洗； 3． 高壓流體宜走管程，以免殼體受壓，并且可節(jié)省殼體金屬的消耗量； 4． 飽和蒸汽宜走殼程，以便于及時(shí)排出冷凝液，且蒸汽較潔凈，不易污染殼程； 5． 被冷卻的流體宜走殼程，可利用殼體散熱，增強(qiáng)冷卻效果； 6． 有毒流體宜走管 程，以減少流體泄漏； 7． 粘度較大或流量較小的流體宜走殼程，因流體在有折流板的殼程流動(dòng)時(shí)，由于流體流向和流速不斷改變，在很低的雷諾數(shù)（ Re100）下即可達(dá)到湍流，可提高對(duì)流傳熱系數(shù)。 固定管板式即兩端管板和殼體連結(jié)成一體，因此它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單造價(jià)低廉的優(yōu)點(diǎn)。 換熱器按用途不同可分為加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器、再沸器、深冷器、過(guò)熱器等。 化工原理課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 設(shè)計(jì)題目： 列管式換熱器 ? 一、設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書(shū) （一） 設(shè)計(jì)題目： 列管 換熱器 的設(shè)計(jì) （二） 設(shè)計(jì)任務(wù)及操作條件 某生產(chǎn)過(guò)程中，需用循環(huán)冷卻水將有機(jī)料液從 102℃冷卻至 40℃。 一般換熱器都用金屬材料制成，其中碳素鋼和低合金鋼大多用于制造中、低壓換熱器；不銹鋼除主要用于不同的耐腐蝕條件外；銅、鋁及其合金多用于制造低溫?fù)Q熱器；鎳合金則用于高溫條件下；非金屬材料除制作墊片零件外，有些已開(kāi)始用于制作非金屬材料的耐蝕換熱器，如石墨換熱器、氟塑料換熱器和玻璃換熱器等。 表 21 換 熱器的結(jié)構(gòu)分類(lèi) 類(lèi)型 特點(diǎn) 間 壁 式 管 殼 式 列 管 式 固定管式 剛性結(jié)構(gòu) 用于管殼溫差較小的情況（一般≤ 50℃ ），管間不能清洗 帶膨脹節(jié) 有一定的溫度補(bǔ)償能力，殼程只能承受低壓力 浮頭式 管內(nèi)外均能承受高壓，可用于高溫高壓場(chǎng)合 U型管式 管內(nèi)外均能承受高壓，管內(nèi)清洗及檢修困難 填料函式 外填料函 管間容易泄露，不宜處理易揮發(fā)、易爆炸及壓力較高的 介質(zhì) 內(nèi)填料函 密封性能差，只能用于壓差較小的場(chǎng)合 釜式 殼體上部有個(gè)蒸發(fā)空間用于再沸、蒸煮 雙套管式 結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，主要 用于高溫高壓場(chǎng)合和固定床反應(yīng)器中 套管式 能逆流操作，用于傳熱面積較小的冷卻器、冷凝器或預(yù) 熱器 螺旋管式 沉浸式 用于管內(nèi)流體的冷卻、冷凝或管外流體的加熱 噴淋式 只用于管內(nèi)流體的冷卻或冷凝 板面式 板式 拆洗方便，傳熱面能調(diào)整，主要用于粘性較大的液體間 換熱 螺旋板式 可進(jìn)行嚴(yán)格的逆流操作，有自潔的作用，可用做回收低 溫?zé)崮? 傘板式 結(jié)構(gòu)緊湊，拆洗方便，通道較小、易堵，要求流體干凈 板殼式 板束類(lèi)似于管束，可抽出清洗檢修，壓力不能太高 混合式 適用于允許換熱流體之間 直接接觸 蓄熱式 換熱過(guò)程分階段交替進(jìn)行，適用于從高溫爐氣中回收熱 能的場(chǎng)合 因設(shè)計(jì)需要，下面簡(jiǎn)單介紹一下固定管板式換熱器。由于參與換熱流體特性的不同，換熱設(shè)備結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的差異，因此為了適應(yīng)生產(chǎn)工藝的實(shí)際需要，設(shè)計(jì)或選用換熱器時(shí)需要考慮 多方面的因素，進(jìn)行一系列的選擇，并通過(guò)比較才能設(shè)計(jì)或選用出經(jīng)濟(jì)上合理和技術(shù)上可行的換熱器。 給出工業(yè)上的常用流速范圍。 殼程油的定性溫度為： 管程流體的定性溫度為： 根據(jù)定性溫度，分別查取殼程和管程流體的有關(guān)物性數(shù)據(jù)。選擇時(shí)，除要考慮流體的物性和操作條件外，還應(yīng)考慮換熱器的類(lèi)型。 s 有機(jī)物μ =～ 1mPa s 中有機(jī)物μ =～ 1mPa 標(biāo)準(zhǔn)管子的長(zhǎng)度常用的有 1500mm， 2020mm， 3000mm， 6000mm 等。 （管程）26 ??? lLN p（根）2401202 ???? sp nNN?NtD ? 11 由于本設(shè)計(jì)采用混合排列，多管程結(jié)構(gòu)，取管板利用率為η =，則殼體內(nèi)徑為： 圓整后取 D=900mm。 ? 四、換熱器核 算 換熱器主要傳熱參數(shù)核算 熱量核算 殼程對(duì)流傳熱系數(shù) 對(duì)于圓缺式折流板，可采用克恩公式： 流體流通管間最大截面積為： 則殼程流速為： 其中， de為當(dāng)量直徑： 則殼程雷諾數(shù)為： 普蘭特準(zhǔn)數(shù)為： 則管程對(duì)流傳熱系數(shù)，取粘度校正系數(shù) 管程對(duì)流傳熱系數(shù) i? 流通截面積： muVd )9863600(13381144 22 ?? ???? ?208 mtdBD oo ??????? ?????????? ?? ?????????wooeood ????smSmu oo oo / 21500 ????? ?mddtdooe 2222 ???????????? ?????? ）（ 3 ?? ???? ?o ooeo ud ? ? 33 ?????? ?o opoo C ? ?wo ???????????? ? ? ? ? ?CmWo ??????? / ?? ? 222 mNNd pii ????? ?? 13 管程流體流速： 雷諾數(shù)為： 普蘭特準(zhǔn)數(shù)為： 則其對(duì)流傳熱系數(shù)為： 污垢熱阻 管程與殼程的污垢熱阻分別為 : 管壁導(dǎo)熱系數(shù)為： 代入數(shù) 據(jù)，總傳熱系數(shù)為： 介于 之間符合要求。為確?？煽?，取循環(huán)冷卻水進(jìn)口溫度為 16℃，出口溫度為 40℃計(jì)算傳熱管壁溫。如圖所示 支座 本換熱器為臥式內(nèi)壓容器，應(yīng)該選用鞍式支座，依照 JB/T471292 雙鞍式支座為準(zhǔn)，選用 DN=900mm 型鞍式支座。 墊片選擇： ： 根據(jù)管程操作條件（循環(huán)水壓力 a7045p ，溫度 35 C。 ，設(shè)計(jì)壓力等于工作壓 力為 60000 ap ，選低合金結(jié)構(gòu)鋼板 16MnR 卷制，查得材料 71 C。 固定管板計(jì)算： 固定管板厚度設(shè)計(jì)采用 BS法。 前幾天計(jì)算結(jié)果，設(shè)計(jì)出一個(gè)方案， 有時(shí)為了一個(gè)數(shù)據(jù)查找了好幾本書(shū)，還是找不到結(jié)果的時(shí)候，是挺納悶的，很容易讓人想放棄。通過(guò)本次設(shè)計(jì)不但熟悉了化工原理課程設(shè)計(jì)的流程，加深了對(duì)冷卻器設(shè)備的了解，而且學(xué)會(huì)了更深入的利用圖書(shū)館及網(wǎng)上資源，對(duì)前面所學(xué)課程有了更深的了解。 r—— 轉(zhuǎn)速， n/(r/min) H—— 揚(yáng)程， m rNPSH)( —— 必須汽蝕余量， m A—— 實(shí)際傳熱面積， 2m Pr—— 普郎特系數(shù) NB—— 板數(shù)，塊 K—— 總傳熱系數(shù)， W/(㎡ K/W； Re—— 雷諾準(zhǔn)數(shù)； S—— 傳熱面積，㎡； t—— 冷流體溫度，℃； T—— 熱流體溫度，℃； u—— 流速， m/s； mq —— 質(zhì)量流速，㎏ /h； h —— 表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) W/(㎡ 但是看著自己的成果，就特別欣慰。這些知識(shí)不是機(jī)械的相加，而是需要全面的考慮和整體布局，不止一次因?yàn)榭紤]不全而要重新來(lái)過(guò)；有時(shí)會(huì)不耐煩，可想想不耐煩對(duì)我沒(méi)有任何益處，便及時(shí)的調(diào)整過(guò)來(lái)。 ，設(shè)計(jì)壓力為 ，選用 16MnR 鋼板，材料許用應(yīng)力 ? ? at Mp170?? ，屈服強(qiáng)度 as Mp345?? ，取焊縫系數(shù) ? =，腐蝕裕度 2C =1mm 計(jì)算厚度： S= ? ?ctic P2 DP ??? = ???? ? 設(shè)計(jì)厚度： 2d ????? 名義厚度： 1dn ??? 結(jié)合考慮開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)及結(jié)構(gòu)需要取 mm05Sn ? 有效厚度： mm94105CCSS 21ne ????? 壓力試驗(yàn)強(qiáng)度在這種情況下一定滿(mǎn)足。 ），選纏繞式墊片， 墊片： mm800mm909 ? （ JB470592） 纏繞式墊片。 管箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：