【正文】 0 d 0 . 0 1 9 5 . 5 5 6 0 1 8 3 . 7 5??? ? ? ? ?TA lN m 該換熱器的面積裕度為 01 8 3 . 7 5 1 4 9 . 5 90 . 2 2 41 4 9 . 5 9? ?? ? ?nnAAF A 該換熱器能夠完成生產任務。 S 導熱系數11/ ?? ?kmW 石腦油 ?? 急冷水 4,1925 ?? 燕山大學里仁學院畢業(yè)設計（論文） 4 ? ?1 m p t = 6 6 6 1 3 2 . 0 8 0 4 6 0 9 . 8 5 = 1 9 3 1 w? ? ?? ? ?Q C K 急冷水用量 m= /kg s 平均傳熱溫差 按單殼程，多管程進行計算，逆流時平均溫差為： ? ? ? ? Ctt ttt ???????? ???????? ????? 386085ln1212 計算換熱面積 由化工原理附錄，低溫流體為水，高溫流體為油， K 的經驗值為260710W/(㎡ ℃ ) 初選 K=400 W/(㎡ ℃ 2pm1931000= = = 1 2 7 mt 4 0 0 3 8??QA K 考慮 %的面積裕度 20 = 127 =160 m?A 工藝結構尺寸 管徑與管內流速的選擇 選取傳熱管尺寸φ 19 2mm ,料為 10 號鋼管 管內物料為水，選擇管內流速為μ 1= 單程傳熱管數的確定 可依據傳熱管內經和流速確定單程傳熱管數 s 20s2 3 .0 3 2 9 7 5 .4 5n = = 1 4 0 m0 .7 8 5 0 .0 1 5 0 .9 5dn4?????V 管長度的確定 按單程計算 mndAL sp 1600 ????? π 按單程管設計，傳熱管過長，宜采用多管程結構 。所以，這些年來，換熱器的開發(fā)與研究日益成為人們關注的話題。 發(fā)展現狀及 趨勢 隨著社會經濟的發(fā)展，為了適應節(jié)約資源和能源的時代要求，對換熱器的要求也越來越高。因此對其進行研究就具有很大的意義。根據標準選取接管、法蘭、鞍式支座、墊片等。最后進行接管補強，水壓試驗，結果都滿足要求。近年來隨著節(jié)能技術的發(fā)展 ,換熱器的應用領域不斷擴大 ,帶來了顯著的經濟效益，給管殼式換熱器增添了新的生命力。為了提高和強化管殼式換熱器的傳熱效率，近年來 各國開展了許多研究工作，除了對管殼式換熱器的設計方法作改進外，主要是對該換熱器的傳熱管件及結構做改動，從而實現強化傳熱。這是因為，隨著能源的短缺，可利用熱源的溫度越來越低，換熱允許溫差將變得越來越小，故對換熱技術的發(fā)展和換熱性能的要求也就更高。 確定物性數據 定性溫度 ， 對于一般氣體和水等低粘度流體，其定性溫度可取流體進出口溫度的平均 值，故殼程 石腦油 的定性溫度為： CT ???? 9 2 管程水的定性溫度為： 75℃ 表 21殼程和管程流體的有關物性數據 估算傳熱面積 熱負荷 密 度 3/mkg 比 熱 容1/ ??kkgkJ 粘 度 Pa 核算換熱器 核算總傳熱系數 管程對流傳熱系數 當量直徑 de ? ?22 22e04 t d 4 0 . 0 2 5 0 . 7 8 5 0 . 0 1 94d = = = 0 . 0 2 2 9d 3 . 1 4 0 . 0 1 9???????? ? ? ??? ? 流通截面積 2 2 20 . 7 8 5 0 . 0 2 2 9 1 4 0 0 . 0 5 7 644 ｍ?? ? ? ? ?Tie NSd 流速 82835 0 . 4 1 m / s9 7 5 . 4 5 3 6 0 0 0 . 0 5 7 6? ? ? ???i iVS 雷諾數 0 . 0 2 2 9 0 . 4 1 9 7 5 . 4 5R e 2 3 8 8 10 . 0 0 0 3 8 3 5??? ??? ? ?ei id 普朗特數 344 . 1 9 2 5 1 0 3 . 8 3 5 1 0P r 2 . 4 2 30 . 6 6 3 3???? ? ?? ? ?iii iCp ? ?0 . 8 0 . 3 0 . 8 0 . 30 . 6 6 3 40 . 0 2 3 R e P r 0 . 0 2 3 2 3 8 8 1 2 . 4 2 3 4 2 1 8 . 5 20 . 0 1 5 ２Ｗ ／ ｍ Ｃ?? ?? ? ? ? ? ? ?ii id 殼程對流傳熱系數 殼程流通截面積 200 d 191 =0 . 3 2 0 . 8 1 =0 . 0 5 7 6 mt 2 5?? ??? ? ? ? ????? ????S B D 流速 0 66613 0 . 4 5 1 m / s7 1 2 . 3 5 3 6 0 0 0 . 0 5 7 6? ? ? ???VA 當量直徑 ? ?22 22e04 t d 4 0 . 0 2 5 0 . 7 8 5 0 . 0 1 94d = = = 0 . 0 2 2 9d 3 . 1 4 0 . 0 1 9???????? ? ? ??? ? 第 2 章 換熱器的工藝計算 7 雷諾數 000 0 0 . 0 1 9 5 . 5 5 6 0R e 1 4 8 60 . 0 0 0 4 9 5??? ??? ? ?d 普朗特數 34000 0 2 . 0 8 0 4 1 0 4 . 9 5 1 0P r 8 . 3 20 . 1 2 3 8???? ? ?? ? ?Cp 取 w=???????? ? ?0. 14110. 55 0. 550 330 0w .3 6 Re P r 0 .3 6 1 4 8 6 3 8 .3 2 1 .0 5 8 1 ２Ｗ ／ ｍ Ｃ? ?? ? ???? ? ? ? ? ? ? ?????d 污垢熱阻 取管內污垢熱阻 2s 0 .0 0 0 3 4 5 /???iR m m C W 取管內污垢熱阻 20s 0 .0 0 0 5 1 7 /?R m m C W 管壁熱阻 wwbR ?? 碳鋼在該條件下的導熱系為 50 W/m 176。其他零部件的初步選定。 實驗壓力值 ? ?? ? , M P app ttT ????? ??? 實驗壓力 下圓筒的應力 T? M P aDP e eitt 6 1 1 ) 0 0( )( ?? ????? ? ?? 校核 ? ?tT??? ，所以、合格。 按內壓設計 t = 2M Pa?CPP ? ?c5 5 1 . 3 2 6 0 0 3 . 4 9 2 m m5 1 8 9 15? ?? ??? ? ???itPR mmCd 4 9 ??? ?? mmn 8?? 按外壓設計 假設厚度，取內壓計算值 8mm e n 2= 8 3. 3 4. 7 m m?? ? ? ? ?C A= 0 2 60 0 8 2 60 6?? ? ? ? ? ? ?inR R m m 查圖 GB150 圖 65. B=170 此時許用外壓力 ? ? 00 170 1 . 3 4 5 M P a 1 . 3 2 M P a/ 6 0 6 / 4 . 7?? ? ?BP R 滿足殼程內外壓的要求。 換熱管的有效長度為 ： L 0n22?? ? ? ?L L l 式中 tL? 換熱管長， mm。 螺柱 24M 個數 32?n ，螺柱材料 CrMoA35 墊片選用 包墊 BF 0 0 053 ??? ， JB4718 尺寸 mm960/992 ?? 厚度 mm3?? D0為浮頭管板外直徑， mmbDND o 9 9 0521 0 0 02 1 ?????? 燕山大學里仁學院畢業(yè)設計（論文） 22 則 mmN 162/)960992( ??? ，0 16b = 8m m22??N 墊 片有效密封寬度 mmbbo ?? 管板墊片壓緊力作用中心圓直徑 mmDG 9 7 0 0 0 ????? 查 150GB 表 29? ，墊片系數 ?m ，墊片比壓力 MPay ? 螺柱按 300℃設計，可取 ? ?300b =180M Pa? 設法蘭厚度 mmf 90?? 按 GB15199 表 47 內壓計算（ Pt=0MPa， Ps=），結果見表 34： 表 34 浮頭法蘭內壓計算 設計條件 墊片及螺栓計算 計算壓力 c= 墊片 材料： 0Cr18Ni19 包耐油石棉橡膠板 16mmN ? y= 設計溫度 t=100C? 外徑內徑厚度=992 960 3???? b= m= 法蘭 材料： 345QR 螺栓直徑 d =24mmB 螺栓數量 n=32 個 許用應力 f =178PMa????? 6 . 2 8 b m p = 1 7 2 4 7 8 NPGFD? tf =123PMa????? 2 c0 . 7 8 5 = 6 2 4 2 9 1GF D P N? 設 f=76mm? l=18mm a = yb=912912NGWD 796453PF F N?? 螺栓 材料 35 rMoAC ? ? 2m1 tb= =3866 mmPFFA ?????? 2am2b= =4004 mmWA ????? 許用應力 bt =228PMa????? m 嗎AA? 或 m2A （取兩者較大值）為 4004mm2 tb =206PMa????? f =178PMa????? f =178PMa????? 1=39C? ? ? ?mb b0 . 5 = 1 6 8 9 3 6 6W A A N????? ?? 第 3 章 浮頭式換熱器的強度計算 23 操作情況下法蘭受力 力臂 力矩 601663DCF D PN?? ? ?b fi1 =36 .5 mm2DL D D?? 72 . 1 9 6 1 0 m mD D DM F L N? ? ? ? ? 172478GPF F N?? ? ?b fi1 =2 9. 5mm2GL D D?? 10 mmG G GM F L N? ? ? ? 22628TDF F F N? ? ? ? ?1 =33mm2T D GL L L?? 10 mmT T TM F L N? ? ? ? r1cot =16645DF F N?? fr 1 l=1mm2 2 c o sL ? ? ?? ? ? 6r r r 10M F L N M? ? ? ? 操作情況下法蘭總力矩： 7r = 3 . 4 6 9 1 0 m mP D G TW W W W W N? ? ? ? ? ? 預緊螺栓時法蘭受力 力臂 力矩 16896366GF W N?? ? ?b1 29 .5 mm2GGL D D? ? ? 7a = 10 mmGGM F L N? ? ? ? ?2c fi 204 6 . 5 8 5 m m8 i fiP t f fifP D R DJ DD? ????? ??? 操作狀態(tài)： 2f 0 f ia tf 0 f ifif4 2 2 3 . 2 7 m mPM D DJ DDD? ?????????? ???? 預緊狀態(tài)： 2a f 0 f iaf 0 f ifif6 0 6 7 m mM D DJ DDD? ?????????? ???? 法蘭厚度 操作狀態(tài)： 22fp =L+ =72mmPJL? ? 預緊狀態(tài)： 2fa= =? 法蘭厚度 f? 取 fp? 與 fa? 之大者，且不小于球冠形封頭名義厚度 n? 的兩倍。 采用雙支座時，一個鞍座為固定支座，地腳螺栓為圓孔；另一個鞍座為活動支座，地腳螺栓為長圓孔，配合兩個螺母，第一個螺母擰緊后，倒退一圈，然后再用第二個螺母鎖緊。 第 3 章 浮頭式換熱器的強度計算 27 本次設計的換熱器公稱直徑為 800mm，設計壓力為 ,參考設計標準應當選擇對焊法蘭。 拉桿的長度按需要確定。如果建造主要制造監(jiān)理時（監(jiān)理內容在合同中商定）制造單位還應配合業(yè)主做好監(jiān)理。 本章小結 本章主要介紹了筒體、法蘭、管束、管箱的組裝和焊接問題，另外稍微介紹了一點檢測和安裝、使用和維修時注意的問題。最后進行換熱器的繪圖 。此 次設計大大增強了我的 自 學以及接受新知識的能力，也補充了以前學習中的不足，增強了對所學專業(yè)知識的理解， 知道如何去設計它，如何組裝等等細節(jié)為問題 。 燕山大學里仁學院畢業(yè)設計（論文） 34 附錄 1 燕山大學里仁學院 畢業(yè)設計（論文）開題報