【正文】 ...........23 第一章 緒論 2 第一章 緒論 課題背景 換熱器是一種實現(xiàn)物料之間熱量傳遞的節(jié)能設(shè)備，在石油、化工、冶金、電力、輕工、食品等行業(yè)應(yīng)用普遍、在煉油、化工裝置中換熱器占總設(shè)備數(shù)量的 40%左右，占總投資的 30%~45%。對二甲苯的性質(zhì)對于工藝設(shè)計有一定的影響，而工藝設(shè)計的結(jié)果又可能直接影響到后期的熱力計算和制圖，所以如何正確的做出選擇，需要查詢一定量的國標和文獻。管殼式換熱器具有結(jié)構(gòu)堅固、操作彈性大、可靠程度高、使用范圍廣等優(yōu)點，所以在工程中仍得到普遍使用。根據(jù)殼程和管程的傳熱系數(shù)，結(jié)合相關(guān)熱阻和相關(guān)影響因素，算出系統(tǒng)總傳熱系數(shù)。它適應(yīng)于冷卻、冷凝、加熱、蒸發(fā)和廢熱回收等各個方面。按三角形不只是，在相同直徑的殼體內(nèi)可排列較多的管子，以增加傳熱面積，但管間難以用機械方法清洗，流體阻力也較大、管板和管子的總體稱為管束。因此．在換熱器的選 材、設(shè)計、制造、裝配和使用過程中要綜合考慮各種影響因素，以防患于未然 [4]。浮頭式換熱器的結(jié)構(gòu)：兩端管板中只有 一端與殼體固定，另一端可相對殼體自由移動，稱為浮頭。設(shè)計主要包括殼體形式、管程數(shù)、換熱管第一章 緒論 4 類型、管長、管子排列、管子支承結(jié)構(gòu)、冷熱流體的流動通道等工藝設(shè)計和封頭、殼體、管板等零部件的結(jié)構(gòu)、強度設(shè)計計算 [8]。 管殼式換熱器中，對管程為雙程或多程或殼程為二程時，必須沒置隔板，這時管板上在設(shè)置隔板槽 部位不能布管，因此在管板計算中必須計算隔板槽面積 [13]。 第一章 緒論 6 GB1501998 規(guī)定：當 鋼材的厚度負偏差不大于 ，且不超過名義厚度的 6%時，鋼材厚度負偏差可忽略不計。在管板計算時，換熱管受壓失穩(wěn)的當量長度 lcr， 應(yīng)按 GB1511999 圖 32 所示 5 種情況，比較得出最大值。 實驗研究 目前對管殼式換熱器的研究主要有：傳熱強化，能量回收利用，以及為高效化，大型化的進展所作的研究 [21] 。 在研究殼程多通道管殼式換熱器中并列分置管束長寬比銳減對其內(nèi)部速度場及深度換熱性能的影響中，得出以下結(jié)論 : (1)隨著并列分置管束模型中傳熱管數(shù)目的增多、長寬比銳減，換熱器的殼程阻力增大且換熱性能下降。以 HTRI方法為基準，分別采用本模型和 Cell模型對 u型管式和浮頭式換熱器溫度分布情況進行計算，通過與 HTRI的計算結(jié)果比較，驗證了該計算模型的可行性和準確性。 已知數(shù)據(jù) 對二甲苯的入口溫度 ??１t 60℃ （ 21） 對二甲苯的出口溫度 ??１t 45℃ （ 22） 冷 卻水的入口溫度 ??２t 33℃ （ 23） 冷卻水的出口溫度 ??２t 38℃ （ 24） 第二章 熱力計算 8 對二甲苯的操作壓力 ?1P （ 25） 冷卻水的操作壓力 ?2P （ 26） 冷卻水的流量 ?2M （ 27） 流體的物性參數(shù) 對二甲苯定性溫度 )4560(2 111 ??????? tttm℃ （ 31） 對二甲苯比熱 ?pc kJ/(kgs) （ 311） 水的普蘭德數(shù) 418710725Pr 62 222 ????? ??? pc （ 312） 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 傳熱量及平均溫差 熱損失系數(shù) ?L? (取用 ) （ 41） 傳熱量 875)3338()( 2222 ????????? ttcMQ p kW （ 42） 對二甲苯流量 875)(1112 ???????? ttC QMPkg/s （ 43） 逆流時對數(shù)平均溫差 1222ln1222lnm inm a xm inm a x,1 ??????????tttttcm℃ （ 44） 參數(shù) P 及 R 33382122 ???????????ttttP （ 45） 33338 456022 11 ???????????ttttR （ 46） 溫差修正系數(shù) ?? （ 47） 有效平均溫差 ,1 ??????? cmm tt ℃ （ 48） 估算傳熱面積及傳熱面結(jié)構(gòu) 初選傳熱系數(shù) 300??K W/(m178。小直徑管子能使單位體積的傳熱面打，因而在同樣體積內(nèi)可布置更多的傳熱面。例如同在湍流狀態(tài)下比較，管內(nèi)流動時的 ??ia ，管外流動時的 ~ ??a ，而 ???P 。 （ 513） 管束中心至最外層管中心距離 管束外緣直徑 ?????LD m （ 514） 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 殼體內(nèi)徑 7 3 0 0 8 7 3 ?????? bDD Ls m（按 GB151— 1999 規(guī)定，取標準直徑 ） （ 515） 在確定殼體直徑時，應(yīng)先確定內(nèi)徑，殼體內(nèi)徑與管子的排列方式密切相關(guān)。兩塊管板與端部兩塊折流板的距離通常大于中間一些這流板的距離，以便為殼程進出 口提供額外空間。由于殼程流體流過管束時的流路比較復(fù)雜，因而有不少學者對殼程阻力進行了許多研究工作。 參考文獻 20 參考文獻 [1]董其伍，劉敏珊，蘇立建 .管殼式換熱器研究進展 [J].化工 設(shè)備與管道， 2022， 43（ 6）：19～ 22. [2]董溢 .淺談管殼式換熱器 [J].科技信息， 2022，（ 5）： 363～ 364. [3]卜忠偉 .淺論管殼式換熱器工藝設(shè)計 [J].化學工程與裝備， 2022，（ 11）： 76～ 77. [4]吳金星，董其伍，劉敏珊 .管殼式換熱器失效分析、預(yù)防及在線檢測 [J].壓力容器， 2022，（ 109）： 57～ 60. [5]張興剛 .管殼式換熱器升級換代 [J].石油和化工設(shè)備， 2022,14： 60. [6]劉凱，張素香 .管殼式換熱器結(jié)構(gòu)型式及經(jīng)濟性比較 [J].石油化工設(shè)備， 2022， 32（ 2）：51～ 52. [7] A． Khiaban, N． M． Adam, T． S． Hong, M． Al. Design of Portable Shell and Tube Heat Exchanger for a Solar Powered Water Distiller[J]. Journal of Energy and Power Engineering， 2022，（ 5）： 612～ 619. [8]王新，張湘鳳 .管殼式換熱器的設(shè)計計算 [J].小氮肥設(shè)計技術(shù)， 2022,27（ 2）： 6～ 8. [9]薛明德 ，黃克智，李世玉等 .固定式換熱器管板應(yīng)力計算與校核方法的改進 [J].壓力容器，2022,（ 225）： 44～ 48. [10]隋建華，鄭召梅 .管殼式換熱器傳熱性能的檢測與校核計算 [D].山東：廣饒水利局，2022. [11]宿徽，趙渤亭 .管殼式換熱器設(shè)計的幾個問題及解決 [J].石油和化工設(shè)備， 2022， 10：24～ 26. [12]C． Cabet,B． Duprey. LongTerm HighTemperature Oxidation of Alloys for Intermediate Heat Exchangers. Journal of Energy and Power Engineering， 2022,(5)： 942～ 950. [13] Nam Jin Kim a, Kim Choon Ng Chun the condenser effluent from a nuclear power plant for Ocean Thermal Energy Conversion (OTEC).[J]International Communications in Heat and Mass Transfer:(2022) 1008–1013． [14]張仁峰，姚煒 .管殼式換熱器管板布管數(shù)量簡易計算 [J].遼寧化工， 2022,35（ 2）： 112～113. [15]A． A． New Cooler Design For Upward Vertical Drawing Machines[J]. MACHINE DESIGNERS FOR THE GLASS INDUSTRY,1979,(7)： 13～ 14. [16]呂江平，李薇，王曉萍等 .管殼式換熱器課程設(shè)計應(yīng)重視流速和壓 力降的選取 [J].廣東化工， 2022,38（ 9）： 178～ 179. [17]王萬俊 .管殼式換熱器工藝設(shè)計概述 [J].中國化工貿(mào)易， 2022，（ 8）： 19～ 20. [18]李學忠，段 粲 .一種管殼式換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計 [J].中國科技信息， 2022,21:130～ 132. [19]梁潞華 .管殼式換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計的探討 [J].化學工程與裝備， 2022，（ 6）： 33～ 35. [20]黃偉昌，王玉 .管殼式換熱器設(shè)計要點綜述 [J].管道技術(shù)與設(shè)備， 2022，（ 6）： 32～ 34. [21]來誠鋒，段滋華 .新型管殼式換熱器的技術(shù) 研究 [J].化工進展， 2022,25:382～ 386. [22]郭春福，高緒鎮(zhèn)，李志安 .管殼式換熱器傳熱強化技術(shù)進展 [J].遼寧化工， 2022,33（ 7）：400～ 402. [23]張東元 .關(guān)于管殼式換熱器幾種換熱管型式的研究 [J].機械工程師， 2022，（ 6）： 138～140. [24]梁曉軍，岳希明，吳金星，王勇 .換熱器管內(nèi)強化傳熱的模擬分析 [J].鄭州輕工業(yè)學院學報， 2022,18（ 3）： 32～ 34. [25]朱實強，林志敏，陸瀟瀟等 .連續(xù)肋管殼式換熱器傳熱與阻力特性實驗研究 [J].甘肅科學學報， 2022，（ 4）： 76～ 79. [26]蔣夫花，鄧先和 .殼程多通道管殼式換熱器中并列分置管束長寬比與深度換熱 [J].中南大學學報， 2022,42（ 11）： 3565～ 3571. [27]雷俊杰，周幗彥，朱冬生 .預(yù)測管殼式換熱器溫度分布的模型 [J].化工工程， 2022,39（ 11）： 31～ 35. [28] E. Granryd Analytical .expressions for optimum flow rates in evaporators and 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 condensers of heat pumping systems[J].Science Direct (2022) ： 11211~1220 符號表 22 符號表 ? 粘度 kg/(m?s) ? 導(dǎo)熱系數(shù) W/(m?℃ ) Pr 普蘭德數(shù) mt 定性溫度 ℃ L? 熱損失系數(shù) Q 傳熱量 kW cmt,1 逆流時的對數(shù)平均溫差 ℃ ? 溫差修正系數(shù) F 傳熱面積 ㎡ Re 雷諾