【正文】 走殼程。逆流時，我們有 煤油： 102℃→ 40℃ 水： 40℃← 30℃ 得： C712 40102 ????TC352 4030 ????t CttttttTttTtm ????????????????????304040102ln)3040()40102(ln2121122211hkgskgttc Qm p /133811/)3040( )( 122 1 ??????? 7 平均傳熱溫差校正 平均傳熱溫差校正系數(shù) : 按單殼程，雙管程結(jié)構(gòu)，查閱相關(guān)溫差校正系數(shù)圖 得 ??? ，由此可知，是合理的。 s 水（流速為 1m/s） 水 水溶液μ＜ 2mPa s 輕有機物μ＜ 小直徑的管子可以承受更大的壓力，而且管壁較??；同時，對于相同的殼徑，可排列較多的管子，因此單位體 積的傳熱面積更大，單位傳熱面積的金屬耗量更少。現(xiàn)取 l=6000mm， 則該傳熱管程數(shù)為： 則傳熱管的總根數(shù)為： 換熱管標準排列形式有以下幾種：本設(shè)計中采用正三角形排列 . 在上述幾種排列中， a、 d 排列更為合理，因為在相同折流板間距條件下，其流通截面比其他兩種要大，有利于提高流速。 接管、拉桿與定距管的選定 殼程流體進出口接管： 取接管內(nèi) 有機料液 流速為 u=則接管內(nèi)徑為 ： mmNtD ????? ?塊）( ?????? BlN BmuVd )9863600(2150044 11 ?? ???? ? 12 由 無縫鋼管 ( GB816387) 得， 故殼程流體（即煤油）進出口接管直徑取標準管徑 100mm； 管程流體進出口接管：取接管內(nèi)循環(huán)水流速為 u=,同理得接管內(nèi)徑為 ： 由 無縫鋼管 ( GB816387) 得， 取標準管徑為 260mm。 , F = 0 . 4； f0——— 殼程流體的摩擦系數(shù)。 殼體壁溫和傳熱管壁溫之差為 該溫差較 小 ，故 不 需設(shè)溫度補償裝置。 固定端管板結(jié)構(gòu)設(shè)計： 依據(jù)選定的管箱法蘭，管箱側(cè)法蘭的結(jié)構(gòu)尺寸，確定固定端管板最大外徑為： D=806mm。 折流板布置： 折流板尺寸： 外徑： mm890109008DD N ????? ；厚度取 10mm 20 前端折流板距管板的距離至少為 450mm；結(jié)構(gòu)調(diào)整 為 500mm；見《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計》（化學(xué)工業(yè)出版社出版） 后端折流板距浮動管板的距離至少為 950mm； 實際折流板間距 B=250mm，計算折流板數(shù)為 15塊。 管箱封頭取用厚度與短節(jié)相同，取 8mmSn ? 管箱短節(jié)開孔補強校核 開孔補強采用等面積 補強法，接管尺寸為 9377?? ，考慮實際情況選 20號熱軋?zhí)妓劁摴?? ? at Mp130?? ， 9377?? ， 2C =1mm 接管計算壁厚： ? ? . DPS ct ict ???? ???? ??mm 接管有效壁厚： 6 . 6 5 m m0 . 1 5919CCSS 21ntet ?????? 開孔直徑： . 7 m i ???????? 接管有效補強高度： 23 B=2d=2? = 接管外側(cè)有效補強 高度： .2 m 6 3dSh nt1 ???? 需補強面積： A=d? S=? = 2mm 可以作為補強的面積： 2e1 .6 m m1 4 7 6 2 7S)(SdBA ?????? ）（）（）（ 2ret12 8 41 7 0/1 3 0)( ??????? 221 . 6 m 7 6 4 7 6AA ?????? 該接管補強的強度足夠，不需另設(shè)補強結(jié)構(gòu)。這次設(shè)計鞏固我以前所學(xué)習(xí)的知識，讓我專業(yè)知識有了更深的認識和理解。 通過本次設(shè)計，我學(xué)會了如何根據(jù)工藝過程的條件查找相關(guān)資料，并從各種資料中篩選出較適合的資料，根據(jù)資料確定主要工藝流程，主要設(shè) 備，及計算出主要設(shè)備及輔助設(shè)備的各項參數(shù)及數(shù)據(jù)。 K)； ? —— 有限差值； ? —— 導(dǎo)熱系數(shù)， W/(m s； ? —— 密度，㎏ /m3； ? —— 校正系數(shù)。通過設(shè)計不但鞏固了對主體設(shè)備圖的了解，還學(xué)習(xí)到了工藝流程圖的制法。這次設(shè)計工作量大，用到的知識多，而確我們又是第一次設(shè)計 ，雖然是單獨完成，但 我們經(jīng)常要進行討論， 借閱圖書資料，從而設(shè)計 比較合理的 方案。選取 20 號熱軋?zhí)妓劁摴?12325?? 鋼管許用應(yīng)力： ? ? at Mp137?? ， 2C =1mm 接管計算壁厚： ? ? DPS ct ict ???? ???? ?? 接管有效壁厚： 9 .2 m m0 .1 512112CCSS 21ntet ?????? 開孔直徑： 0 6 . 6 m 2 5C2dd i ?????????? ）（ 接管有效補強厚度： B=2d=2?= 接管外側(cè)有效補強高度： 6 0 .7 m m120 6 .63dSh nt1 ???? 需要補強面積： A=d? ? =? = 2mm 24 可以作為補強的面積為： 2e1 3 8 3 .2 5 m 6 .636 1 3 .2)(dBA ?????? ）（）（）（ ?? 2ret12 )(6 0 .72fStS2hA ??????? 尚需另加補強的面積為： 2214 mm029412 8 3 .73 8 3 .2 51 0 9 6 0 . 9 5AAAA ??? 補強圈厚度： 10 294dB AS 04k ????? 實際補強圈與筒體等厚： mm36Sk ? ； 則另行補強面積： 20K4 0 3 7 5)(36)d(BSA ????? 22421 1 0 9 6 0 .9 5 m 1 0 4 0 3 7 ???????? 同時計算焊縫面積 3A 后，該開孔補強的強度的足夠。 八 、強度設(shè)計計算 筒體壁厚計算：由工藝設(shè)計給定設(shè)計溫度 71C。 （四） 外頭蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計： 外頭蓋軸向尺寸由 固定 管板、法蘭及 強度計算確定厚度后決定。故暫且選定該換熱器，其相關(guān)尺寸規(guī)格如下： DN(mm) 900 管程數(shù) N 2 殼程數(shù) 1 管子根數(shù) n 240 中心排管數(shù) 17 管程流通面積 m2 換熱面積 m2 換熱管長度 mm 6000 管子規(guī)格 ?? 主要零件 —— 封頭 上下兩封頭均選用標準橢圓形封頭，根據(jù) JB/T47372020 標準，封頭為：。由于該換熱器用循環(huán)水冷卻，冬季操作時，循環(huán)水的進口溫度將會降低。定距管采用與換熱管相同的管子 , 即 Φ 25mm 2 . 5mm 鋼管。 管間距為 t=≈ 32mm, 則 橫過管束中心線的管子數(shù)： 根）( ??? Nn c 殼體內(nèi)徑 對于多管程結(jié)構(gòu)，殼體內(nèi)徑采用下式計算 : 其中η為管板利用率，對于正三角形排列：兩管程， ，大于 四管程，； 對于正方形排列：兩管程， ，大于 四管程， 。如果管程走的是易結(jié)垢的流體，則應(yīng)常用較大直徑的管子。 s 輕有機物μ＜ s 有機物μ＜ 所以修正后的傳熱溫差為： CtT mtm ??????? ? ? 總傳熱系數(shù) 總傳熱系數(shù)的經(jīng)驗值見表 34，有關(guān)手冊中也列有其他情況下的總傳熱系數(shù)經(jīng)驗值，可供設(shè)計時參考。 定性溫度：取流體進出口溫度的平 均值。在選擇流體流速時，除了經(jīng)濟核算以外，還應(yīng)考慮換熱器結(jié)構(gòu)上的要求。換熱器的選用也是根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)，計算所需的傳熱面積，選擇合適的換熱器。其中間壁式換熱器應(yīng)用最廣泛，如表 21所示。 換熱器既可是一種單獨的設(shè)備，如加熱器、冷卻器和凝汽器等；也可是某一工藝設(shè)備的組成部分，如氨合成塔內(nèi)的熱交 換器。已知有機料液的流量為 104 kg/h，循環(huán)冷卻水入口溫度為 30℃，出口溫度為 40℃，并要求管程壓降與殼程壓降均不大于 60kPa，試設(shè)計一臺列管換熱器，完成該生產(chǎn)任務(wù) 。 換熱器按傳熱方式的不同可分為：混合式、蓄熱式和間壁式。但是由于殼程不易檢修和清洗，因此殼方流體應(yīng)是較為潔凈且不易結(jié)垢的物料。但是有時在動力設(shè)備允許的條件下，將上述流體通入多管程中也可得到較高的對流傳熱系數(shù)。 ? 三、換熱器的選型 3工藝計算及主要設(shè)備設(shè)計 初選換熱器的類型 兩流體的溫度變化情況如下： （ 1） 有機料液 ：入口溫度 102℃，出口溫度 40℃； （ 2）冷卻 水： 入口溫度 30℃，出口溫度 40℃； 該換熱器用循環(huán)冷 卻水進行冷卻，冬季操作時，其進口溫度會降低，考略到這一因素，估計所需換熱