【正文】 上） 》 P177，公式 （ 4109） ， 熱流量為 Q i = mi Cpi (T1－ T2) = 09 （ 148－ 42） =10 5 kJ/h = 105 W 根據(jù)《傳熱傳質(zhì)過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)》 P15，公式 111， mt? = 12211221ln)()(tTtTtTtT????? = Ai(0℃ ,1atm)=℃ 由于 管程氣體壓力較高，故可選較大的 總傳熱系數(shù) 。 單根傳熱管質(zhì)量 0m l d? ? ?? 鋼 ＝ 7850 3 = 平均傳熱溫差校正及殼程數(shù) 依《化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》 P63，公式 313a和 313b， 平均傳熱溫差校正系數(shù) R＝1221 tt TT?? ＝ ＝ P＝1112 tT tt ?? ＝ 33 2514825?? ＝ 依 《 傳熱傳質(zhì)過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì) 》 P16，公式 313， 溫度校正系數(shù) 為 ??t? 112??RR )11(2)11(2ln11ln22??????????RRPRRPPRP ＝ 1?? 221 0 .0 6 5ln1 0 .0 6 5 1 3 .2 52 0 .0 6 5 (1 1 3 .2 5 1 3 .2 5 1 )ln2 0 .0 6 5 (1 1 3 .2 5 1 3 .2 5 1 )???? ? ? ?? ? ? ?≈ 依《傳熱傳質(zhì)過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)》 P16，公式 314， 平均傳熱溫差 校正為 △ tm= t?? △t m’ = =( ℃ ) 空氣壓縮機(jī)后冷卻器設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū) 第 5 頁(yè) 共 18 頁(yè) 由于 平均傳熱溫差校正系數(shù)大于 ，同時(shí)殼程流體流量較大，故取單 殼 程合適。 取板間距 H＝ 150mm，則： 折流板數(shù) NB=折流板間距 傳熱管長(zhǎng)－ 1=3000150 － 1=19 塊 折流板圓缺面 水平裝配 。 W1 ? 鋼的導(dǎo)熱系數(shù)λ＝ 45W該換熱器用自來(lái)水作為冷卻水，設(shè)定冷卻水進(jìn)口溫度為 25℃，出口溫度為33℃來(lái)計(jì)算傳熱管壁溫。 (壓降 ) (1)管程 流動(dòng)阻力 依《化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》 P78，公式 347～ 349可得 管內(nèi)流體： Re= 105 由柏拉休斯公式：λ i==≈ 空氣壓縮機(jī)后冷卻器設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū) 第 9 頁(yè) 共 18 頁(yè) 直管部分的壓降： △ p1=iiii udl ?? 22 = 22 7 .9 50 .0 1 8 6 1 2 .5 10 .0 2 2? ? ? = Pa 熱空氣在冷卻器內(nèi)流動(dòng)時(shí)，出現(xiàn)兩次突然擴(kuò)大與兩 次突然縮 小，所以 ? ＝ +1++1＝ 3 彎管回路中的壓降： △ p2＝i22?? iu = ??＝ Pa 總壓降： ∑ △ pi＝（△ p1+△ p2） Ft Ns Np＝（ +） 1 2 ＝ 9800 Pa（符合設(shè)計(jì)要求） 其中， Ft為結(jié)垢校正系數(shù)，取 ； Ns為串聯(lián)殼程數(shù)，取 1； Np為管程數(shù)，取 2。 殼體質(zhì)量 殼體長(zhǎng)度 = 質(zhì)量 =7850 （ － ） /4 = 注：個(gè)別數(shù)據(jù)來(lái)源于后續(xù)步驟。 左視圖 空氣壓縮機(jī)后冷卻器設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū) 第 12 頁(yè) 共 18 頁(yè) 粗略計(jì)算定距管質(zhì)量 m’ =7850（ 2 +2 ） (－ )/4= kg 查閱《化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》 P127，表 41，因本此設(shè)計(jì)換熱器的公稱(chēng)直徑Di=450mm600 ，對(duì)于碳鋼，得隔板厚度為： b＝ 10mm 。 封頭法蘭及管箱法蘭 查閱《材料與零部件（上）》 P386，表 2222，采用凹法蘭，在公稱(chēng)壓力 ～ 范 圍內(nèi)，選取的法蘭參數(shù)為 D=565mm， 公稱(chēng)直徑 =450mm， 孔間距 D1=510mm， D2=482mm。 由于ρ iui2= =2200 kg/(m﹒ s2)，故不需防沖板。 支座的設(shè)計(jì)選型 查《材料與零部件（上）》 P627628，表 271 鞍式支座尺寸，當(dāng)公稱(chēng)直徑＝ 450mm時(shí)， b1=160mm , L=420mm , B=120mm， b=90mm， m=200mm，質(zhì)量 =， A＝ 3=，支座間距＝ 3000－ 2 5－ 2 600=1790mm。 s) 105 104 熱導(dǎo)率 /[W/(m數(shù)據(jù)計(jì)算的準(zhǔn)確 性直接影響到后面的各階段，這就需要我們具有極大的耐心。但是，沒(méi)有壓力哪來(lái)動(dòng)力，在下定決心之后，馬上借來(lái)幾 AutoCAD 學(xué)習(xí)的資料，重溫各種操作工具及技巧等。 四、 完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 這是最后總結(jié)性的階段。我在確定傳熱面積的時(shí)候，因?yàn)槿〉墓軘?shù)太多導(dǎo)致后面得到的傳熱面積裕度超出規(guī)定范圍，所以又得回去再算一遍，可見(jiàn)在設(shè)計(jì)過(guò)程中，細(xì)心是非常重要的，因?yàn)樗梢詼p少很多不必要的麻煩。K/ W] 阻力（壓降） /MPa 對(duì)流傳熱系數(shù)/[W/(m2 小于該鞍式支座的最大載荷 14噸。 接管質(zhì)量 = 7850= 進(jìn)氣口采用凹法蘭，出氣口采用凸法蘭。所用螺栓規(guī)格 M22 90mm，螺栓數(shù)目： 12。 分程隔板質(zhì)量以長(zhǎng)方體板粗略估計(jì)： m= 7850= 折流板選型 本次設(shè)計(jì)的冷卻器采用弓形折流板。 管板參數(shù) 根據(jù)殼體內(nèi)徑尺寸，查閱《換熱器設(shè)計(jì)手冊(cè)》 P161，表 169 管板尺寸表，由于沒(méi)有適合本次設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)管板，根據(jù) 非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì) 得管板相關(guān)參數(shù)。 五、主要構(gòu)件的設(shè)計(jì)計(jì)算及選型 殼體直徑 空氣壓縮機(jī)后冷卻器設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū) 第 10 頁(yè) 共 18 頁(yè) 根據(jù)前面的工藝計(jì)算，本次設(shè)計(jì)采用的換熱器殼體內(nèi)徑 Di＝ 450 mm。但在操作早期，污垢熱阻較小，殼體和傳熱管間壁溫差可能較大?！?1 因此， 依《化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》 P71，公式 321 iK1 ＝ih1 ＋ Rsi＋midbd? ＋ooidhd ＋oisoddR ＝ ＋ ＋ ?? ＋ ? ＋ 解得： iK ＝ W/ (m2 由《流體力學(xué)與傳熱》 P164，公式 460、 461，得 ho = )(woeod μμλ 其中： 空氣壓縮機(jī)后冷卻器設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū) 第 6 頁(yè) 共 18 頁(yè) ① 當(dāng)水做冷卻劑時(shí)，粘度校正為 )(woμμ = ② 當(dāng)量直徑，管子為正三角形排列時(shí) ，依《化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》 P72，公式322得 de＝ 2234( )24ootdd?ππ ＝ 2234( 32 25 ) 4 25? ?