【正文】 11ln22??????????RRPRRPPRP ＝ 1?? 221 0 .0 6 5ln1 0 .0 6 5 1 3 .2 52 0 .0 6 5 (1 1 3 .2 5 1 3 .2 5 1 )ln2 0 .0 6 5 (1 1 3 .2 5 1 3 .2 5 1 )???? ? ? ?? ? ? ?≈ 依《傳熱傳質(zhì)過程設(shè)備設(shè)計(jì)》 P16，公式 314， 平均傳熱溫差 校正為 △ tm= t?? △t m’ = =( ℃ ) 空氣壓縮機(jī)后冷卻器設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì) 說明書 第 5 頁 共 18 頁 由于 平均傳熱溫差校正系數(shù)大于 ，同時殼程流體流量較大，故取單 殼 程合適。 s） （ W 本設(shè)計(jì)中的 固定管板式 換熱器采用的材料為鋼管 (20R鋼 )。 s1。 ?PP＝ () 273/(273+95)＝ kg 取折流板間距 B=，則 B= 450=180 mm。 壁溫核算 因管壁很薄，且管壁熱阻很小，故管壁溫度可按 《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》 P77，公式 342計(jì)算。圓整后： δ n=++1＋△ ≈ 8(mm) 水壓校核 由《過程設(shè)備設(shè)計(jì)》 P193，公式（ 488），（ 489），得： )(2 )]([ C CDp n niTT ? ??? ? ?? 1 . 2 5 0 . 4 [ 0 . 4 5 ( 0 . 0 0 8 0 . 0 0 1 0 . 0 0 0 8 ) ]2 ( 0 . 0 0 8 0 . 0 0 1 0 . 0 0 0 8 )? ? ? ? ?? ? ? ? ＝ MPa 而 s= 235= MPa 因?yàn)?T? s，所以水壓試驗(yàn)時強(qiáng)度足夠。 管箱 管箱長 L=260mm，管箱外徑 =450mm（按非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)），壁厚 =8mm 管箱質(zhì)量： m= 7850= kg。 查閱《材料與零部件》 P384， 表 2223， 配套法蘭：選用凸法蘭， dH=45mm，厚度 b=20mm，D=145mm， D1=110mm， D2=88mm，質(zhì)量 m＝ 。 一、 數(shù)據(jù)計(jì)算 這是設(shè)計(jì)第一階段的主要任務(wù)。需要對前面的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理歸納，需要一定的耐心。K)] 總傳熱系數(shù)/[W/(m2 查閱《材料與零件》 P380，表 2219， 法蘭空氣壓縮機(jī)后冷卻器設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì) 說明書 第 14 頁 共 18 頁 的直徑＝ 260mm，厚度 b=12mm，螺栓孔間距 D1＝ 225mm， D2=202mm，孔直徑＝ 18mm。如右圖所示。 查閱《結(jié)構(gòu)與零部件（上） 》 P123，表 1186 的無縫鋼管制作筒體時容器的公稱直徑，本次采用公稱直徑為 DN＝ 450mm 8mm的殼體，則 Do＝ 466mm， Di＝ 450 mm?！?) 此計(jì)算值與前面的初設(shè)值 Ki‘ =200 W/ (m2 查《熱交換器原理與設(shè)計(jì)》 P46，表 23 管間距，取管間距： t ＝ 32 mm 。 s） 導(dǎo)熱系數(shù) λ o （ W 根據(jù)的原則有 ： （ 1） 因?yàn)?熱空氣的操作壓力達(dá)到 ，而冷卻水的操作壓力取 ，如果熱空氣走管內(nèi)可以避免殼體受壓，可節(jié)省殼程金屬消耗量； （ 2） 對于剛性結(jié)構(gòu)的換熱器，若兩流體的的溫度差較大，對流傳熱系數(shù)較大者宜走管間，因壁面溫度與對流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)大的流體溫度相近，可以減少熱應(yīng)力，防止把管子壓彎或把管子從管板處拉脫。 （ 3） 熱空氣走管內(nèi)，可以提高熱空氣流速增大其對流傳熱系數(shù)，因?yàn)楣軆?nèi)截面積通常比管間小，而且管束易于采用多管程以增大流速。m 1 由《化工原理上冊 》 P278，公式 4123，得 橫過管束中心線的管數(shù) 為 ? = 126 ≈ 13根 由《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》 P67，公式 316， 隔板中心到離其最近一排管中心距離 S=t/2+6=32/2+6=22 mm 取 各程相鄰管的管心距為 44mm?！?)的關(guān)系： 39。 殼體壁厚 查閱《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》 P126，表 93，采用 鋼板 (GB3274)，其中鋼密度＝ 7850kg 前面第四章第四節(jié)已算出： 折流板數(shù) NB=19 塊 圓缺高度 h＝ 110 mm 板間距 B＝ 150mm 查閱《換熱器設(shè)計(jì)手冊》 P182，表 1626和表 1633，得： 折流板直徑 Da＝ (450－ － )mm=446mm 折流板厚度 C＝ 5 mm。法蘭重量：凹法蘭＝ ，凸法蘭 =，螺栓規(guī)格： M16，數(shù)量為 8。K)] 平均傳熱溫差 /℃ 熱流量 /kW 傳熱面積裕度 /% 設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)程數(shù) 2 1 推薦使用材料 碳鋼 碳鋼 換熱器型式 固定管板式 臺數(shù) 1 殼體內(nèi)徑 /mm 450 傳熱面積 /m2 管 徑 /mm Ф 25 折流板型式 上下 管 數(shù) /根 100 折流板數(shù) /個 19 管 長 /mm 3000 折流板間距 /mm 150 空氣壓縮機(jī)后冷卻器設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì) 說明書 第 17 頁 共 18 頁 計(jì) 管子排列方式 △ 切口高度 /mm 110 管間距 /mm 32 封頭 2個 Do=450mm 封頭法蘭 dH=450mm 隔板 b=10mm 拉桿 4根 d=16mm 支座 (JB116781)A型 管箱（非標(biāo)準(zhǔn)） Do=450mm 管箱法蘭 dH=450mm 定距管 Ф 25 2 管板 請參閱說明書 P11 殼程接管 Ф 125 4 殼程接管法蘭 dH＝ 235mm 管程接管 Ф 150 管程接管法蘭 dH=260mm 排氣液管 Ф 45 排氣液管法蘭 dH=45mm 備注 設(shè)備總重取整為 1018kg 八、設(shè)計(jì)總結(jié) 此次化工原理課程設(shè)計(jì)題目是“空氣壓縮機(jī)后冷卻器設(shè)計(jì)”，因?yàn)樯蠈W(xué)期 彭老師 對 傳熱與換熱設(shè)備相關(guān)內(nèi)容 講得很詳細(xì) ，印象還比較深，加上這學(xué)期 正好 學(xué)習(xí) 了 《過程設(shè)備設(shè)計(jì)》 。 耐心、細(xì)心、決心 —— 是本次課程設(shè)計(jì)最大的感受。但不可否認(rèn)的是設(shè)計(jì)過程很磨練人的耐心和毅力。 質(zhì)量 =7850 =。 一個焊接于管箱，一個焊接于法蘭。 查閱《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》 P124，表 94 碳素鋼、普通低合金鋼板許用應(yīng)力，得：[? ]t=113MPa ， σ s＝ 235MPa otio PDP ?? ??? ][2 ＝ 113 ?? ? ? ≈ (mm) 查閱《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》 P127，表 910鋼板厚度負(fù)偏差，取 C1＝ ， C2＝ 1mm。 (4) 傳熱面積 依《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》 P75，公式 335： Q