【正文】 流體流經(jīng)管束的阻力： ?p′ 1 = Ff0nc(NB+1)ρ u22 21 F— 管子排列方式對壓力降的校正系數(shù)，三角形排列 F=，正方形排列 F= f0 — 殼程流體的摩擦系數(shù)， f0 = 5 Re0? nc — 橫過管束中心線的的管數(shù) B— 折流板間距 D— 殼體直徑， m NB — 折流板數(shù)目 F = f0 = 5Re0? = 5?= nc = 9 NB = 39 u0 = ρ = ?p′ 1 = 9(39+1) 22 = ?p′ 2 = NB (?2BD )ρ u022= 39(?2 ) 22 = ∑?p0 = (?p′ 1+?p′ 2)FtNs = (+)1= 14775Pa 105Pa 殼程流動阻力也在允許范圍之內(nèi)。由于醋酸有腐蝕性，所以走管程，并選用耐腐蝕的不銹鋼材料，水走殼程 ，選用價格較便宜的碳鋼材料。取管板利用率η = ，則殼體內(nèi)徑為 : D =√Nη = 24√ = 標(biāo)準(zhǔn)換熱管的選擇 換熱管的選型匯總 根據(jù)以上的計算可以得到如下的計算結(jié)果： 15 通過查表，可以發(fā)現(xiàn)下面的結(jié)構(gòu)尺寸的換熱器和所需的比較接近，故而選擇該種換熱器： 綜合各項參數(shù)，選擇型號為 Ⅱ 的換熱器 。其特點是管板只有一端與殼體 9 固定連接，另一端采用填料函密封。若兩流體溫差較大（ 50℃以上）時，就可能由于熱應(yīng)力而引起設(shè)備的變形，甚至彎曲或破裂，因此必須考慮這種熱膨脹的影響。常見的設(shè)備有涼水塔、洗滌塔、文氏管及噴射冷凝器等。 希臘字母 α —— 對流傳熱系數(shù)， W/(m2在這類換熱器中，冷、熱流體被固體壁面隔開，互不接觸，熱量從熱流體穿過壁面?zhèn)鹘o冷流體。 列管換熱器簡介 列管式換熱器又稱為管殼式換熱器，是最典型的間壁式 換熱器，歷史悠久，占據(jù)主導(dǎo)作用，主要有殼體、管束、管板、折流擋板和封頭等組成。其缺點是管內(nèi)清洗困難；喲由于管子需要一定的彎曲半徑，故管板的利用率較低；管束最內(nèi)程管間距大，殼 程易短路；內(nèi)程管子壞了不能更換，因而報廢率較高。故殼程混和氣體的定性溫度。 浮頭管板及鉤圈 浮頭式換熱器浮頭管板的厚度不是由強度決定的，按結(jié)構(gòu)取 80mm； 鉤圈采用 B 型。 法蘭選擇 按照國標(biāo)，選擇厚度為 30mm,外徑為 540mm,內(nèi)徑為 418mm法蘭 。在換熱器的直徑、流速等參數(shù)均未確定時，給熱系數(shù)也無法計算，所以只能進行試算。 8 ? 浮頭式換熱器 浮頭式換熱器的結(jié)構(gòu)如下圖 13 所示。管束的壁面即為傳熱面。間壁式換熱器的應(yīng)用廣泛，形式繁多?！?)； L—— 管長， m； m—— 程數(shù)； n—— 指數(shù)； N—— 管數(shù)； NB—— 折流板數(shù)； Nu—— 努塞爾特準(zhǔn)數(shù)； P—— 壓力， Pa； Pr—— 普蘭特準(zhǔn)數(shù)； Q—— 傳熱速率， W； r—— 半徑， m； R—— 熱阻， m2在此類換熱器中，冷、熱流體相互接觸，相互混合傳遞熱量。折流擋板不僅可防止流體短路、增加流體流速，還迫使流體按規(guī)定路徑多次錯流通過管束，使湍流程度大為增加。其缺點是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，用材量大，造價高；浮頭蓋與浮動管板間若密封不嚴(yán)，易發(fā)生泄漏，造成兩種介質(zhì)的混合。根據(jù)本設(shè)計實際情況，采用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，現(xiàn)取傳熱管長 l=，則該換熱器的管程數(shù)為 : Np = Ll = = 取 管程 Np = 4 14 傳熱管總根數(shù)： N = 364= 144(根 ) 傳熱管排列和分程方法 采用組合排列法 ,即每程內(nèi)均按正三角形排列 ,隔板兩側(cè)采用正方形排列。實際需要換熱面積為 ，所以面積裕度為 %。殼徑為 600mm，選用圓形封。 流動空間及流速的確定 考慮到醋酸腐蝕性，所以醋酸走管程，水走殼 程。 ? U 型管換熱器 U 型管換熱器結(jié)構(gòu)特點是只有一塊管板，換熱管為 U 型，管子的兩端固定在同一塊管板上，其管程至少為兩程。 6 工業(yè)上最常見的換熱器是間壁式換熱器。 按用途它可分為加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器和再沸器等。 S； ρ —— 密度， kg/m3； ψ —— 校正系數(shù)。當(dāng)蓄熱體與熱流體接觸時，從熱流體處接受熱量，蓄熱體溫度升高后，再與冷流體接觸，將熱量傳給冷流體，蓄熱體溫度下降，從而達(dá)到換熱的目的。 ? 固定管板式換熱器 這類換熱器如圖 11 所示。其缺點是填料函乃嚴(yán)不高，殼程介質(zhì)可能通過填料函外樓，對于易燃、易爆、有度和貴重的介質(zhì)不適用。 計算表明所選換熱器規(guī)格可用。經(jīng)校核我所用的換熱器符合各項標(biāo)準(zhǔn)。 D, mm 管程數(shù) 4 殼程數(shù) 1 管子規(guī)格 φ 19mm 2 管子根數(shù) 144 中心排管數(shù) 15 管程流通面積， m2 換熱面積， m2 換熱器長度， mm 4500 D, mm 400 管程數(shù) 4 殼程數(shù) 1 管子規(guī)格 φ 19mm 2 管子根數(shù) 108 中心排管數(shù) 9 管程流通面積， m2 換熱面積， m2 換熱器長度， mm 4500 16 折流板 采用圓缺折流板，去弓形之流板圓缺高度為殼體內(nèi)徑的 25%，則切去的圓缺高度為 h= D = 400= 100mm 折流板間距 B = ，則 B =400= 120mm, 按標(biāo)準(zhǔn)系列取板間距 B = 150mm 折流板數(shù) NB = 傳熱管長折流板間距 ?1 = 6000150?1= 39(塊） 折流板圓缺面水平裝配。管束可以自由伸縮，不會產(chǎn)生因殼壁與管壁溫差而引起的溫差應(yīng)力。 列管換熱器的類型即選擇 根據(jù)列管式換熱器的結(jié)構(gòu)特點，主要分為以下四種。 蓄熱式換熱器又稱回流式換熱器或蓄熱器?！?)； Δ —— 有限差值； λ —— 導(dǎo)熱系數(shù)， W/(m 間壁式換熱器又稱表面式換熱器或間接式換熱器。 緊湊式換熱器主要包括螺旋板式換熱器、板式換熱器等。 U 型管式換熱器的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，只有一塊管板，密封面少，運行可靠；管束可以抽出，管間清洗方便。 第三章