乙醇原料液-釜液換熱器設(shè)計(編輯修改稿)
2025-06-30 05:10 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 固定管板式換熱器的兩端和殼體連為一體，管子則固定于管板上，它的結(jié)余構(gòu)簡單；在相同的殼體直徑內(nèi)，排管最多，比較緊湊；由于這種結(jié)構(gòu)式殼測清洗困難，所以殼程宜用于不易結(jié)垢和清潔的流體。當管束和殼體之間的溫差太大而產(chǎn)生不同的熱膨脹時，用使用管子于管板的接口脫開，從而發(fā)生介質(zhì)的泄漏。2 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。管束可以自由伸縮，當殼體與U型環(huán)熱管由溫差時，不會產(chǎn)生溫差應力。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。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。此外，其造價比管定管板式高10%左右。3 浮頭式換熱器其結(jié)構(gòu)特點是兩端管板之一不與外科固定連接，可在殼體內(nèi)沿軸向自由伸縮，該端稱為浮頭。浮頭式換熱器的優(yōu)點是黨環(huán)熱管與殼體間有溫差存在，殼體或環(huán)熱管膨脹時，互不約束，不會產(chǎn)生溫差應力；管束可以從殼體內(nèi)抽搐，便與管內(nèi)管間的清洗。其缺點是結(jié)構(gòu)較復雜，用材量大，造價高；浮頭蓋與浮動管板間若密封不嚴，易發(fā)生泄漏，造成兩種介質(zhì)的混合。4 填料函式換熱器其特點是管板只有一端與殼體固定連接，另一端采用填料函密封。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力。填料函式換熱器的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)較浮頭式換熱器簡單，制造方便，耗材少，造價也比浮頭式的低；管束可以從殼體內(nèi)抽出，管內(nèi)管間均能進行清洗，維修方便。其缺點是填料函乃嚴不高，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。 設(shè)計方案選定1 換熱器類型的選擇按照設(shè)計任務書的要求，熱流體釜液入口溫度135℃，出口溫度113℃，冷流體是原料液，入口溫度90℃，出口128℃，甲苯溫度變化為45℃比較大?；谶@些要求，應選擇浮頭式換熱器，是由于它具有管束可以自由伸縮，不會產(chǎn)生因殼壁與管壁溫差而引起的溫差應力、制造方便和易于清洗的特點。2 列管式換熱器設(shè)計的主要內(nèi)容列管式換熱器的設(shè)計和分析包括熱力設(shè)計、流體設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、以及強度設(shè)計。其中以熱力設(shè)計最為重要。不僅在設(shè)計一臺新的換熱器時需要進行熱力設(shè)計，而且對于已生產(chǎn)出來的，甚至已投入使用的換熱器在檢驗它是否滿足使用時，均需要進行這方面的工作。熱力設(shè)計是指根據(jù)使用單位提出的基本要求，合理的選擇運行參數(shù)，并根據(jù)傳熱學的知識進行傳熱計算。第3章 換熱器的設(shè)計計算 物性參數(shù)的確定 定性溫度的確定定性溫度，取流體進口溫度的平均值殼程流體釜液的定性溫度：℃管程原料液的定性溫度：℃表31物料參數(shù)表名稱乙醇水混合物密度700比熱導熱系數(shù)粘度pas釜液在定性溫度下的相關(guān)物性參數(shù)名稱乙醇水混合物密度678908比熱導熱系數(shù)粘度pas 換熱器設(shè)計計算 計算傳熱量Q=WhCp(T1T2)=10000038==a. 換熱器的課程數(shù)對于無相變的多管程的換熱器殼程數(shù)的確定，是由工藝條件，即冷、熱物流進出口溫度，按逆流流動給出傳熱溫差分布圖如圖471所示，采用圖解方法確定殼程數(shù)?！ D解殼程數(shù)Ns如圖可見，所用水平線數(shù)為2，故選取該換熱器的殼程為2。其處理辦法，或在一殼體內(nèi)加隔板或選用兩個單殼程的換熱器，顯然后者比較方便。故選用兩臺相同的換熱器。前面已提供了釜液及原料液進出口溫度，于是可得： ＝℃則流動方式選用逆流在列管式換熱器中由于加折流板或多管程，冷、熱兩流體并非純逆流，以上應加以校正，其校正系數(shù)按以下步驟求得：由R、P及殼程數(shù) 查圖得知使用單殼程無法滿足換熱需求查雙殼程曲線：，于是得傳熱溫差校正值為： ℃根據(jù)冷、熱流體在換熱器中有無相變化及其物性等，選取傳熱系數(shù)℃，于是可求所需傳熱面積A為： 根據(jù)傳熱溫差的大小，傳熱介質(zhì)的性質(zhì)以及結(jié)垢、清洗要求等條件選擇適宜的換熱器，為保證傳熱時流體適宜流動狀態(tài)，還需估算管程數(shù)。 管程熱流體（釜液）體積流量
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