【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 2mm 換熱管束的直徑 1110)1 7 8 8(25)( 1 ???? ntb KNdD =408mm 中心單行管束 32408r ?? tDN b=13 管側(cè)的傳熱系數(shù) 估算殼體的壁溫 Tw 預(yù)設(shè)冷凝給熱系數(shù)是 100W/(m2K)。 換熱器殼程的平均溫度： T=(150+50)/2=100(176。C) 換熱器管程的平均溫度： t=(15+40)/2=(176。C) 6 那么（ 100． Tw ） 1000=（ 100． ） 500 所以： Tw =176。C 平均冷凝溫度 2 ???cmT176。C 176。C 時(shí)煤油物性： 密度 ρo=825 kg/m3 定壓比熱容 Co= kJ/（ kgk） 導(dǎo)熱 的 系數(shù) λo= W/(mk) 粘度值 181。o=910． 4 Ns/m2 ????????th NLM ? =10． 3kg/(sm) 131932r ???N 6/13/134 26/1312o 13) ()( ???? ???? ???????? rh Ng???? =(m2K) 計(jì)算值與假設(shè)值基本相同，符合要求。 管內(nèi)給熱系數(shù) 換熱管的橫截面積 )1020(444 2321 ???????? ??? ti NdAm2 換 熱管內(nèi)部的流速 )/(0 1 4 smAWu c ????? ? ))/(()(4300/)(4200 KmWdut i ??????????? 傳熱核算 水污垢的熱阻選取為 siR =10． 4 m2K/W 7 煤油的污垢熱阻選取為 osR =10． 4 m2K/W 選擇 換熱 管 管壁 的導(dǎo)熱系數(shù) 是 λ=45 W / (mK) 那么 ))/(5291202510204473102511124333433KmWRddbddRddKosomoiosiiio?????????????????????????????????（???與前面所預(yù)設(shè)的 K 值基本相同，試差完畢。 換熱器殼側(cè)壓強(qiáng)降 1） 折流板計(jì)算 DS=Db+13=408+13=421mm 選 DS=400mm 選擇折流板為 25%圓缺度的圓缺型的折流板。那么其圓缺高度是： H=400=100mm 所以 ，折流板 的板間距 計(jì)算得 B==300=120mm 折流板的板間距選取為 100mm 由此 ，折流板數(shù)目 計(jì)算是 NB=L/B1=3000/1001=29 2) Kern39。s 法計(jì)算換熱器壓降 換熱管的橫截面面積 )( 260s mBDt dtA s ?????????? ? 那么，換熱器殼側(cè)的質(zhì)量流速為 ))/(( 1 3 6 00 2 626 2mskgAMGSOs ???? 8 則換熱器殼側(cè)的流體流速為 )/(835 smG OSs ??? ? 換熱器殼體的當(dāng)量直徑為 mmdtdd ooe )()( 2222 ?????? 其雷諾數(shù)為 9 2 9109 43 ?? ????? ??iese dGR ? 通過(guò)查找殼側(cè)阻力因子圖可得 foj =10． 2 取 w??? ，流體粘度 有關(guān)的 影響 可以被忽視掉 ， 使用 進(jìn)口 處的物料流動(dòng)速度 ，其壓強(qiáng)降 低了 50%， 但 )(28 ????????wseSfoS uBLdDjP ??? PauBLdDjPwseSfoS 4 6 62101003)(282322?????????????????????? 所以，換熱器的殼側(cè)壓強(qiáng)降是 換熱器管側(cè)壓強(qiáng)降 雷諾數(shù)為 2 5 7 4 6 43 ?? ????? ??iiiie duR ? ? 根據(jù)殼側(cè)阻力因子圖可以查得 fij =10． 3 換熱管壓強(qiáng)降為： k P aPaudLjNP mwifiPt1414 2402)10*20(42)(82332?????????????????????????? ??? 9 換熱裕度 實(shí)際 生產(chǎn)所需的換熱面積為： 2301 )13188()()( mNNLdF rt ???????????? ?? 換熱器 換熱 裕度 由公式可得 ： %19% %1000 01 ??????? F FFH 所以，換熱面積裕度符合要求，設(shè)備可以滿足生產(chǎn)要求。 殼程接管計(jì)算 選擇換熱器接 管內(nèi) 物料的流動(dòng)速度 u=， 因此可以得到它的 直徑 為 ： mmmuVd 835360 0 3644??? ???? ? 所以選取接管 d=80mm。 管程 接管計(jì)算 接管內(nèi)流速選取為 u=，那么其直徑為： mmmuVd 998?????? ? 所以選取接管 d=150mm。 工作 壓力： 換熱器 管程 為 ， 換熱器 殼程 為 。 標(biāo)準(zhǔn)換熱器選取為： 公稱(chēng)直徑 DN=400mm； 公稱(chēng)壓力： 換熱器 管程 為 ， 而其 殼程 也為 ； 管程數(shù)： 4程； 總管數(shù)： 188； 10 中心一行管數(shù)： 13； 管長(zhǎng)： 3m； 管程流通面積： ； 計(jì)算換熱面積： ； 殼體和 封頭的設(shè)計(jì) 壁厚的確定 管殼式換熱器外殼主要是由封頭、管箱殼體和殼體三部分組成。生產(chǎn)上，一般用管材或板材來(lái)制作換熱器的殼體。 對(duì)于那些 小于 400mm 直徑 的設(shè)備 ， 殼體 往往選擇采用 管材和管箱 。 對(duì)于 不小于 400mm 的直徑 的設(shè)備 ，往往 以 板材來(lái)卷制 制作出 換熱器 的 殼體。 設(shè)備所對(duì)應(yīng)的 直徑 種類(lèi)要能夠與換熱器封頭、連接法蘭的 種類(lèi)相配合 ， 如此可以更好的選擇 法蘭和封頭的構(gòu)型 。 往往 ， 在換熱器設(shè)備 小于 1000mm 的 直徑 情況下 ， 100mm 的差距被當(dāng)做 系列 間的均等差 ； 當(dāng)設(shè)備 大于 1000mm 的直徑 情況下 ， 200mm 被當(dāng)做是一個(gè)系列 的均等差值。但是如若期望采用 旋壓 式的 封頭， 那么能夠選取 100mm 當(dāng)做 直徑系列 的一個(gè)均等差 。 表 碳素鋼或低合金鋼圓筒的最小厚度 公稱(chēng)直徑 400~≤700 800~≤1000 1100~≤1500 1600~≤200 2020~≤2600 浮頭式 8 10 12 14 16 U型管式 8 10 12 14 16 固定管板式 6 8 10 12 14 11 表 殼體、管箱殼體厚度 DN, mm 材料 殼程或管程公稱(chēng)壓力 PN， MPa 厚度， mm 400 Q235． A/B/C 8 8 8 10 —— —— 16MnR 8 8 8 8 12 16 1Cr18Ni9Ti 5 5 6 8 12 18 根據(jù)先前的計(jì)算，換熱器的殼體和管箱殼體的外圍直徑是 400mm。因此可以選 Q235． A 碳素鋼板 材質(zhì)來(lái)制作器件。 根據(jù)有關(guān)的 資料 記錄 ，在 100176。C 下 [σ]t=113MPa。 接下來(lái)進(jìn)行設(shè)備殼體壁厚度的設(shè)計(jì)。 如若取設(shè)備 的工作壓力 與其設(shè)計(jì)的壓力 數(shù)值相等 ，那么 pc=， 此種設(shè)備的 焊接接頭的 系數(shù) 為 φ=。 壁厚計(jì)算為 mmpDpS ct oc 4001][2 ???? ????? ?? 壁厚 設(shè)計(jì) 由于 煤油 是具有 低腐蝕度 的物料 ， 那么 選腐蝕裕量 C2=1mm。 所以 ????? CSS d 同時(shí)壁厚的負(fù)偏差是 C1=，所以 Sd+C1=。 名義上的壁厚為 ??????? dn ，所 以選擇名義上的壁厚是5mm。 12 由以上所列 的圖表 可以做出分析 ， 6mm 的大小能夠被用來(lái)當(dāng)做設(shè)備 殼體 以及 管箱殼體的壁 的 厚 度值 ， 同時(shí)以前面所列的 公稱(chēng)壓力和 設(shè)備所用的材料 來(lái) 分析 的話，最 后取 8mm 當(dāng)做設(shè)備的 殼體 以及 管箱殼體的 適宜 厚度。因此 ， 所設(shè)計(jì)設(shè)備的 殼體的單位長(zhǎng)度是 120kg 的重量，單位長(zhǎng)度是 的體積。 封頭的選取：橢圓形的封頭 JB/T4737． 95 高 ho的 小 圓筒 （直邊） 和長(zhǎng) 半軸、 短半軸 大小依次為 a， b 的半橢圓 一起組成 了 換熱設(shè)備的 橢圓形 封頭。為了防止邊緣應(yīng)力影響封頭與筒體間的環(huán)向焊縫以及保 持封頭的生產(chǎn)制造的品質(zhì)，所以設(shè)置了直邊，這也是它的最大作用。 設(shè)備 的橢圓形封頭 壁的 厚 度公式 計(jì)算 為 ： 2)]3(2[61][][2iictocctichDKpDpKpDpKS?????????????? ???? 標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭 的 K 值為 1， 因此 mmpDpSctoc ][2 ?????? ???? ?? ?? 13 表 不同封頭的厚度 DN,mm 材 質(zhì) 殼程或管程的公稱(chēng)壓力 PN， 單位 MPa 厚度， mm 400 Q235． A/B/C 8 8 8 10 —— 16MnR 8 8 8 8 10 16 1Cr18Ni9Ti 5 5 6 8 12 18 表 各種橢圓形封頭的 ho(mm) 封頭材料 碳素鋼、普低鋼、復(fù)合鋼板 不銹鋼 封頭壁厚 4~8 10~18 ≥20 3~9 10~18 ≥20 直邊高度 25 40 50 25 40 50 依據(jù)以上相關(guān)資料和本設(shè)計(jì)的實(shí)際需求考慮 ， 換熱器封頭 選擇為 DN=400m