【正文】 0 m mh ? ? ?, 取折流間 距 0 . 6 0 . 6 8 0 0 4 8 0 m mtdD? ? ? ?，可取500mmtd? 中國(guó)石油大學(xué)（北京）本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 折流板數(shù)目 6000 1 11500n ? ? ?塊 折流板圓缺面水平裝配 接管 殼程流體進(jìn)出口接管：取接管內(nèi)流體流速為 1 10m/siu ? ，則接管內(nèi)徑為： 1114 4 1 1 9 . 4 3 6 0 0 0 . 0 6 53 . 1 4 1 0viiqd u? ?? ? ?? m 管程流體進(jìn)出口接管：取接管內(nèi)流體流速為 2 2m/siu ? ，則接管內(nèi)徑為： 2224 4 7 6 . 8 3 6 0 0 = 0 . 1 2 m3 . 1 4 2vi iqd u? ??? ? 其他附件 該熱交換器殼體內(nèi)徑為 800mm，則其拉桿直徑為 12? ，最少拉桿數(shù)為 4，殼程入口處，應(yīng)設(shè)置防沖擋板 換熱器核算 熱流量核算 （ 1）殼程對(duì)流傳熱系數(shù) 對(duì)圓缺形折流板，可采用凱恩公式有： 0 .1 40 .5 5 13000 . 3 6 ( ) ()Re Pre wl md m?? 當(dāng)量直徑為： 第 2 章 熱力計(jì)算 18 2222 00334 ( 0 . 7 8 5 ) 4 2 3 . 7 522 0 . 0 1 4 m3 . 1 4 3 4 1 90 . 7 8 5 1 9e add d? ? ? ? ?? ? ?? ? 殼程流通面積為： 20 0( 1 ) 0 . 3 0 . 8 ( 1 1 9 2 3 . 7 5 ) 0 . 0 4 8 mtD d d aA ? ? ? ? ? ? ? 殼程流體流速及雷諾數(shù)為： 20 01 1 9 . 4 3 6 0 0 0 . 6 9 m / s0 . 0 4 8vqu A? ? ? 0 20 320 . 0 1 4 0 . 6 9 7 9 8R e = 1 2 2 9 . 56 . 2 7 1 0edu ?? ????? ? 普朗特?cái)?shù)為 ： 3 3222. 2 . 2 6 . 2 7 1 0P r 1 0 5100 . 1 3 1Cp ?? ???? ? ? ? 又由黏度校正： ( ) 1w?? ? 20 . 5 5 1 30 0 . 3 6 ( 0 . 1 3 1 0 . 0 1 4 ) = 7 9 5 . 3 W / m1 2 2 9 . 5 1 0 5? ? ? ? ?? ℃ （ 2）管內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為： 0 .8 0 .41 1 10 0 2 3 Re Prd?? ? ?? . 管程流體流通截面積為： 2221 1 0 . 7 8 5 0 . 0 . 1 5 1 2 1 0 . 0 2 1 4 m4 sdNA ?? ? ? ? ? 管程流體流速為： 117 6 .8 3 6 0 0 1 .0 m / s0 .0 2 1 4vi qu A? ? ? 111 310 . 0 2 7 0 1 1R e 2 7 5 4 40 . 5 0 9 1 0du?? ???? ? ?? 中國(guó)石油大學(xué)（北京）本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 普朗特?cái)?shù)為： 3 31112 . 8 9 0 . 5 0 9 1 0P r 9 . 7100 . 1 5 1Cp ?? ?? ??? ? ? ? 0 . 8 0 . 4 21 0 0 2 3 0 .1 5 1 0 .0 2 2 7 5 4 4 9 .7 1 5 3 6 W / m? ? ? ? ? ? ? ?? . ℃ （ 3）污垢熱阻和管壁熱阻為： 管外側(cè)污垢熱阻 20 0 .0 0 0 4 m / WR ??℃ 管內(nèi)側(cè)污垢熱阻 20 .0 0 0 2 m / WiR ??℃ 碳鋼在該條件下的熱導(dǎo)率 m? 為 50W/m ，所以 : 2/ 0 . 0 0 2 5 / 5 0 0 . 0 0 0 0 5 m / Ww mbR ? ? ? ? ?℃ （ 4）傳熱系數(shù)為： 119 215odd ?? 01 1 9 1 5 1 7 m m22m ddd ??? ? ? 10112111 1 1536 795 W / mjiwo o oiomK d d dRRRd d d?? ? ? ????? ? ? ? ? ????.3℃ （ 5）傳熱面積裕度 計(jì)算傳熱面積 jiA 為 ： 23983550 2 3 0 . 3 m. 3 5 7 . 4 5 9jijiQA tK? ? ???m 該換熱器的實(shí)際傳熱面積 pA 為 : 第 2 章 熱力計(jì)算 20 23 . 1 4 3 . 1 4 0 . 0 1 9 6 7 2 6 2 5 9 . 9 mp otd lNA ? ? ? ? ? ? 該換熱器的面積裕度為： 2 5 9 . 9 2 2 4 . 3 1 5 . 8 %2 2 4 . 3p jijiAAH A? ? ? jiAA ?? 15%%25% 所以該換熱器能夠完成生產(chǎn)任務(wù) 壁溫計(jì)算 1011wwT T t tq ?????? 熱阻大的環(huán)節(jié)在傳熱過(guò)程中溫差也相對(duì)較大，金屬壁的熱阻通常可以忽略不計(jì)，即 w wtT ? 故： 1011wwTTTt? ???? 114 7. 9 1536187 .979 5. 3wwTT? ?? 解得 ? ℃ 熱轉(zhuǎn)換器內(nèi)流體的流動(dòng)阻力 （ 1） 管程流體阻力為： 1 21 1 11()( ) ( ) 2 SsPtrp p p NN Flp du ??? ? ? ? ?? ? ? 由 Re= ，傳熱管相對(duì)粗糙度 查得： 中國(guó)石油大學(xué)（北京）本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 1 ? ? 221 1(m/s)u ? 3701kg/ m?? 1 0 .0 4 1 ( 6 0 .0 1 5 ) ( 1 7 0 1 ) 2 5 7 4 .8 Pap? ? ? ? ? ? 23 ( 7 0 1 ) 2 1 0 5 1 . 5 Pa1rp? ? ? ? ? 1( ) ( 5 7 4 . 8 1 0 5 1 . 5 ) 1 6 1 . 5 1 0 0 3 8 . 3 P aSsPtrp p p NN F? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Pa 10 kPa? 在允許范圍內(nèi) （ 2） 殼程阻力為： 02() SSsp p p N F? ? ? ? ? 流體流經(jīng)管束的阻力為： 20xx ( 1 ) ( ) / 2tc BFpf N N u ?? ? ? 0 .5 0 .51 .1 1 .1 7 2 6 3 0tc tNN ? ? ? ? 0 . 2 2 8 0 . 2 2 800 5 . 0 R e 5 . 0 1 2 2 9 . 5 0 . 9 8 7f ??? ? ? ? 11BN ? ? 20 0 . 5 0 . 9 8 7 3 0 ( 1 9 1 ) ( 0 . 6 9 7 9 8 ) / 2 5 6 2 4 . 3 P ap? ? ? ? ? ? ? ? ? 流體經(jīng)過(guò)折流板缺口的阻力為： 202 2 2 0 . 3 1 2 1 0 . 6 9( 3 . 5 ) ( 3 . 5 ) 1 9 = 9 9 2 . 5 P a2 0 . 8 2BtD up Nd ? ??? ? ? ? ? ? ? 總阻力為： = ( 5 6 2 4 . 3 + 9 9 2 . 5 ) 1 . 1 5 = 7 6 0 9 . 4 P asp?? 7609 Pa 10 kPa在允許范圍內(nèi) 所以所選固定管板式換熱器滿(mǎn)足生產(chǎn)需要第 3 章 強(qiáng)度計(jì)算 22 第 3 章 強(qiáng)度計(jì)算 基本零部件 接管法蘭 依據(jù)管箱和殼程圓筒的材料，管法蘭的材料定為 S30408II。fiD? 查 GB15120xx[2]圖 26； 中國(guó)石油大學(xué)（北京）本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 設(shè)計(jì)方案的確定 回流液進(jìn)口溫度為 194℃ 出口溫度為 ℃ 原油進(jìn)口溫度為 ℃ 出口溫度為 ℃ 已知條件以給定為設(shè)計(jì)固定管板式熱交換器，故選擇固定管板式熱交換器。f? ——熱交換器殼體法蘭上的應(yīng)力， MPa； r? ——熱交換器管板上的徑向應(yīng)力， MPa； 第 2 章 熱力計(jì)算 12 39。39。℃ /W) 物性 μ（ kg/(m王偉，商玉坤，王立剛在《焦化廠粗煤氣冷卻用固定管板式換熱器改進(jìn)》 [15]提出了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上 的改進(jìn)和制造過(guò)程中的幾個(gè)問(wèn)題。 熱交換器的優(yōu)化 熱交換器 的優(yōu)化升級(jí)是重要的研究方向。我國(guó)十分重視傳熱強(qiáng)化和熱能的回收利用這些方面的研究和開(kāi)發(fā)工作，開(kāi)發(fā)了適用于不同的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程要 求的高效 熱交換 設(shè)備來(lái)提高經(jīng)濟(jì)效益，并且取得了豐碩的成果。在臥式熱交換器中，折流板的還有支承作用。 管程是在管內(nèi)流動(dòng)著的流體從一端流到另一端，在管殼式熱交換器中，最簡(jiǎn)單的是單管程的熱交換器。而且，在開(kāi)車(chē)和停車(chē)的時(shí)候，由于厚管板的溫度變化較慢，換熱管壁厚薄，溫度變化較快，所以在換熱管和管板的連接處會(huì)產(chǎn)生出較大的熱應(yīng)力，大的熱應(yīng)力往往會(huì)導(dǎo)致?lián)Q熱管和管板連接的地方發(fā)生破壞。 管板是管殼式熱交換 器里面最重要的零部件之一，其作用是排布換熱管。據(jù)簡(jiǎn)單的估算，將同直徑熱交換器的換熱管尺寸由 φ25mm改為 φ19mm，傳熱面積便可以增加 40% 左右，同時(shí)節(jié)約20% 以 上的 金屬。設(shè)計(jì)計(jì)算是根據(jù)已知的數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算熱交換器的換熱面積，從而來(lái)決定這個(gè)熱交換器所需要的結(jié)構(gòu)，可以來(lái)選定已有的標(biāo)準(zhǔn)熱交換器；而校核計(jì)算則是對(duì)已經(jīng)有的熱交換器進(jìn)行一些運(yùn)行參數(shù)的核定，校核它是否滿(mǎn)足預(yù)定的要求。這種熱交換器適用于殼側(cè)介質(zhì)比較清潔而且不容易結(jié)構(gòu)并能進(jìn)行清洗，管、殼程兩側(cè)的溫差較小或溫差較大但是殼側(cè)的壓力不高的場(chǎng)合。是為了增加流體在殼程的流速并支承管子，改善傳熱的性能，在筒體內(nèi)間隔安裝多塊折流板（也可以是其他新型的折流元件），用 拉桿和定距管將折流板和管子組裝在一起。近 20 年來(lái)，熱交換設(shè)備在能量的轉(zhuǎn)化、儲(chǔ)藏、回收以及新能源的利用和污染物的治理中有著普遍的應(yīng)用。在第二章，通過(guò)給定的設(shè)計(jì)要求，首先確定了設(shè)計(jì)方案，即初步選定熱交換器的容器類(lèi)型、流體的通道、流速、管束的排布方式以及管徑等。熱交換器也是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用極其廣泛的熱交換設(shè)備，隨著現(xiàn)代化的新工藝、新材料、新技術(shù)的開(kāi)發(fā)和能源危機(jī)的來(lái)臨，世界各國(guó)都把石 油化工的深度加工和綜合高效利用能源放在了首要的位置，由此可見(jiàn)熱交換器面臨著巨大的挑戰(zhàn)。 Fixed tube plate。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 摘 要 III 注 意 事 項(xiàng) （論文）的內(nèi)容包括： 1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作） 2）原創(chuàng)性聲明 3）中文摘要（ 300 字左右）、關(guān)鍵詞 4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁(yè)（附件不統(tǒng)一編入） 6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論 7）參考文獻(xiàn) 8）致謝 9）附錄（對(duì)論文支持必要時(shí)） ：理工類(lèi)設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于 1 萬(wàn)字（不包括圖紙、程序清單等），文科類(lèi)論文正文字?jǐn)?shù)不少于 萬(wàn)字。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說(shuō)明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。 作者簽名： 日 期： 摘 要 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。 ：任務(wù)書(shū)、開(kāi)題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。 Standards 目 錄 III 目 錄 摘要 ........................................................................................................................ I ABSTRACT ........................