【正文】 器的管壁溫度和殼體溫度之差較大，需考慮熱膨脹的影響，相應(yīng)地進(jìn)行熱膨脹的補(bǔ)償， 故而初步確定選用帶有膨脹節(jié)的管板式換熱器。 s 比熱容 CP kJ/（ kg ℃ ） 1 3 0 2 3040 401 0 211121221??????????????tTttPttTTR 8 水（流速為 ～ ） 水 冷水 冷水 冷水 鹽水 有機(jī)溶劑 輕有機(jī)物μ＜ s 水 水 水 水 水 水 水 水 水（流速為 ～ ） 水（流速較高時(shí)） 輕有機(jī)物μ＜ s 水蒸氣（有壓力）冷凝 水蒸氣（常壓或負(fù)壓）冷凝 水蒸氣冷凝 水蒸氣冷凝 水蒸氣冷凝 水蒸氣冷凝 水蒸氣冷凝 有機(jī)物 蒸氣及水蒸氣冷凝 重有機(jī)物蒸氣（常壓）冷凝 重有機(jī)物蒸氣（負(fù)壓）冷凝 飽和有機(jī)溶劑蒸氣（常壓）冷凝 含飽和水蒸氣的氯氣（＜ 50℃ ） SO2冷凝 NH3冷凝 氟里昂冷凝 582～ 698 814～ 1163 467～ 814 290～ 698 116～ 467 233～ 582 198～ 233 233～ 465 116～ 349 58～ 233 2326～ 4652 1745～ 3489 1163～ 1071 582～ 2908 582～ 1193 291～ 582 114～ 349 582～ 1163 116～ 349 58～ 174 582～ 1163 174～ 349 814～ 1163 698～ 930 756 1） .管程傳熱系數(shù)： 2） .殼程傳熱系數(shù)： 假設(shè)殼程的傳熱系數(shù)是： )/(1 3 0 0 2 CmWo ???? 污垢熱阻： CmR si ??? 20 0 0 3 4 CmR so ??? 20 0 0 1 7 管壁的導(dǎo)熱系數(shù)： WCm /45 2 ???? 管壁厚度： ?b ????? i iiii ud ? ? 000 4Pr ???? i ipi uc ? )()(iipiiiiiii ucudd ?? ??? ?)/( CmWd ii ???????? ? 9 內(nèi) 外平均厚度： ?mb 在下面的公式中，代入以上數(shù)據(jù)，可得 計(jì)算傳熱面積 由以上的計(jì)算數(shù)據(jù)，代入下面的公式，計(jì)算傳熱面積： 21 39。 選用Φ 25 的碳鋼管，管長 6m，管內(nèi)流速取 ui=。弓形折流板又分為單弓形、雙弓形和三弓形三種。 則傳熱面積 該換熱器的實(shí)際傳熱面積為： 2105)18240()( mnNLdS cop ???????? ? 則該換熱器的面積裕度為： 傳熱面積裕度合適，故該換熱器能夠完成生產(chǎn)任務(wù)。但在操作初期，污垢熱阻較小，殼體和傳熱管壁溫差肯能較大。 ? 六、設(shè)計(jì)結(jié)果 參數(shù) 管程（循環(huán)水） 殼程（ 有機(jī)料液 ） 流量（ kg/h） 133811 21500 進(jìn) /出口溫度 /℃ 30/40 102/40 壓 降 /kPa 60 60 物性 定性溫度 /℃ 35 71 密度 /（ kg/m3） 994 986 定壓比熱容 /[kJ/（ kg?℃ ） ] 粘度 /（ Pa?s） 310? 310? 熱導(dǎo)率（ W/m?℃ ） 普朗特?cái)?shù) 設(shè)備結(jié)構(gòu)參數(shù) 形式 固定管板式 管程 數(shù) 2 殼體內(nèi)徑 /㎜ 900 殼程數(shù) 1 管徑 /㎜ Φ 25 管心距 /㎜ 32 管長 /㎜ 6000 管子排列 △ 管數(shù)目 /根 240 折流板數(shù) /個(gè) 19 傳熱面積 /㎡ 折流板間距 /㎜ 450 管程數(shù) 2 材質(zhì) 碳鋼 主要計(jì)算結(jié)果 管程 殼程 流速 /（ m/s） 表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) /[W/（㎡? k） ] 4731 1333 污垢熱阻 /（㎡? k/W） 18 阻力 / Pa 熱流量 /kW 傳熱溫差 /K 36 傳熱系數(shù) /[W/（㎡? K） ] 580 K/Ko 七 、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 固定 管板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 由于換熱器的內(nèi)徑已確定，采用標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)徑?jīng)Q 定 固定 管板外徑及各結(jié)構(gòu)尺寸結(jié)構(gòu)尺寸為： 固定 管板外徑： mm89052900b2DD 1i0 ?????? 固定 管板外徑與殼體內(nèi)徑間隙：取 mm5b1 ? 墊片寬度：按《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》（化學(xué) 工業(yè)出版社出版） :表 416： 取 mm16bn ? 固定 管板密封面寬度： . 5 m n2 ??? 外頭蓋內(nèi)徑： mm0001100090100DD i ????? 管箱法蘭和管 箱側(cè)殼體法蘭設(shè)計(jì)： 依工藝條件：管側(cè)壓力和殼側(cè)壓力中的高值，以及設(shè)計(jì)溫度和公稱直徑? 700，按 JB470392 長頸對焊法標(biāo)準(zhǔn)選取。結(jié)構(gòu)尺寸如《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》（化學(xué)工業(yè)出版社出版）：圖 439（ b）所示： m m .008d m m 。 取焊縫系數(shù) ? =，腐蝕裕度 2C =1mm；對 16MnR 鋼板的負(fù)偏差1C=0 內(nèi)壓圓筒計(jì)算厚度公式： ? = ? ?ctic P2 DP ??? 從而： 計(jì)算厚度： ? = ???? ? mm 設(shè)計(jì)厚度： 2d ????? ?? mm 名義厚度： 1dn ??? ?? 圓整取 mm30n ?? 有效厚度： mm29CC 21ne ???? ?? 水壓試驗(yàn)壓力： ? ?? ?atcT ????? ?? 所選材料的屈服應(yīng)力 as Mp325?? 水式實(shí)驗(yàn)應(yīng)力校核：ae eiTt ?? ????? ? ?? 21 asa .2 M p8 ????? ??水壓強(qiáng)度滿足 試驗(yàn)壓力： acT ?? 外頭蓋短節(jié)、封頭厚度計(jì)算： 外頭蓋內(nèi)徑 ? =800mm，其余參數(shù)同筒體： 短節(jié)計(jì)算壁厚： S= ? ?ctic P2 DP ??? = ???? ? 短節(jié)設(shè)計(jì)壁厚： 2d ????? 短節(jié)名義厚度： 2 1 .3 m mCSS 1dn ??? 圓整取 nS =22mm 有效厚度： 2 1 m mCCSS 21ne ???? 壓力試驗(yàn)應(yīng)力校核： ae eiTt ?? ????? ? ?? 壓力試驗(yàn)滿足試驗(yàn)要求。 總換熱管數(shù)量 n=256； 一根管壁金屬橫截面積為： 2222i20 .6m m17620254dd4a ?????? ）（）（ ?? 開孔溫度削弱系數(shù)（雙程）： .50?? 兩管板間換熱管有效長度 (除掉兩管板厚 )L 取 6850mm 計(jì)算系數(shù) K： . i2 ??? ?????? ? K= 25 接管板筒支考慮，依 K 值查《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》化學(xué)工業(yè)出版社：圖 445， 圖 446，圖 447得： 2 . 8G 0 . 6 5 ,G, 321 ??? 管板最大應(yīng)力 : a2tsat )().( 1GPPP1 ??????? ???????????? ??? ??? 或a3tsat .)( 1GPPP1 ???????? ??????????? ??? ??? 筒體內(nèi)徑截面積： 222i mm3846507004D4A ???? ?? 管板上管孔所占的總截面積： 2220 mm1256 00254256d4 nC ????? ?? 系數(shù) 125600384650A CA ????? 系數(shù) 176. 6562CA an ??????? 殼程壓力： as ? 管程壓力 : al ? 當(dāng)量壓差： as1a 1 8 ??????? ? 管板采用 16Mn 鍛： ? ? ar Mp150?? 26 換熱管采用 10 號碳系鋼： ? ? at Mp112?? 管板管子程度校核： ? ? aar m a x Mp2 2 51 5 M p2 1 9 ????? ?? ? ? atat m a x Mp1 1 ???? ?? 管板計(jì)算厚度滿足強(qiáng)度要求。在辛苦的同時(shí)，享受著辛苦帶來收獲的喜悅。 在此，感謝學(xué)院給我們提供了這么一個(gè)學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，讓我們把所學(xué)的知識得以運(yùn)用 ， 讓我明白什么 是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。 K) △ tm—— 平均傳熱溫差，℃