【文章內容簡介】 =，則殼體內徑為 （2–16）圓整可取 。 折流板采用弓形折流板，去弓形之流板圓缺高度為殼體內徑的25%，則切去的圓缺高度為 （2–17）取折流板間距，則 ，可取。折流板數(shù)目 (塊) （2–18）折流板圓缺面水平裝配。 換熱器核算 熱流量核算 殼程對流傳熱系數(shù)對弓形折流板，可采用克恩公式 （2–19）當量直徑，由正三角形排列得 （2–20）殼程流通截面積 （2–21）殼程流體流速及其雷諾數(shù)分別為 （2–22） （2–23）普蘭特準數(shù) （2–24）粘度校正 （2–25） 管程對流傳熱系數(shù) （2–26）管程流體流通截面積 （2–27）管程流體流速及其雷諾數(shù)分別為 （2–28） （2–29）普朗特準數(shù) （2–30） （2–31）由計算結果知，管程內,，,流體在管內呈紊流，紊流使流體間的對流傳熱系數(shù)加大，冷熱流體間的熱交換能力提高，換熱器的換熱能力大大增強。符合設計要求。 污垢熱阻管外側污垢熱阻 ；管內側污垢熱阻 ；如圖1：圖1 摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)及相對粗糙度的關系 傳熱系數(shù)K（2–32） 傳熱面積 （2–33）換熱器的實際傳熱面積 （2–34）該換熱器的面積裕度為 （2–35）傳熱面積裕度合適，該換熱器能夠完成生產任務。 換熱器內流體的流動阻力 管程流動阻力 (流體無相變) ， ， ，由，傳熱管相對粗糙度，查莫狄圖得：，，所以 （2–36） （2–37） （2–38）管程流動阻力在允許范圍內。 殼程流動阻力（埃索法） ， 流體流經(jīng)管束的阻力 , , （2–39）流體流過折流板缺口的阻力 （2–40）總阻力 （2–41）殼程流動阻力比較適宜。 鈦管詳述鈦在較多的介質中有很強的耐蝕性，尤其是在中性及氧化性介質中的耐蝕性很強，也可用于某些稀還原性酸中，如常溫直到沸點的各種濃度的硝酸中。對大多數(shù)堿溶液具良好耐蝕性鈦在大多數(shù)有機酸中也很耐蝕（除甲酸、醋酸、草酸）。在石油工業(yè)在石油精煉過程中,石油產品中的硫化物、氯化物等對設備的腐蝕十分嚴重,尤其是石油精煉設備如初餾塔、常壓塔塔頂部及塔頂冷凝器,采用鈦材作為上述部位材料,取得了良好的效果,基本上解決了上述部位的腐蝕問題。國外煉油廠最早用鈦管作為冷卻器,鈦不僅應用于海水腐蝕部位,而且對不用海水冷卻的工藝熱交換器也適用。鈦管用于原油蒸餾塔頂冷凝冷卻系統(tǒng),可防止氯化物和硫化物腐蝕。鈦管束與管板組合,不僅在美國而且在英國已使用多年,包括加熱原油的換熱器和利用污水冷卻的最終產品冷凝器,原先采用傳統(tǒng)的銅鎳合金或蒙乃爾合金制造換熱器,但由于硫化等腐蝕,設備的使用壽命十分有限。使用鈦換熱器后,效果很好。本次設計的換熱器流量較大，屬大中型企業(yè)所用換熱器，采用鈦管作為傳熱管雖然價格相對昂貴，但是相對其他鋼材類材料其耐用時間較長，在換熱器的后期維護中可以大大的節(jié)約成本。 第三章 冷卻器結構設計 殼體、管箱殼體和封頭 殼體、管箱殼體殼體、管箱殼體都采用鋼板材卷制成。其公稱直徑，則厚度。 表31 碳鋼和低合金鋼的最小壁厚/mm 公稱直徑400～700700～10001000～15001500～20002000～2600浮頭式、U形管式810121416固定式管板68101214 封頭封頭采用冷沖壓工藝壓制而成。 根據(jù) 鋼制壓力容器用封頭設計。 符號說明A—封頭內表面積，；—鋼材厚度負偏差，按相應鋼板標準選取，mm；DN—封頭公稱直徑，mm；—橢圓形、碟形和球冠形封頭內直徑或折邊錐形封頭大端內直徑，mm；—折邊錐形封頭小端內直徑，mm；—橢圓形、碟形和球冠形封頭外直徑或折邊錐形封頭大端外直徑，mm；—折邊錐形封頭小端外直徑，mm；H—碟形、球冠形封頭及以內徑為基準橢圓形封頭總深度或折邊錐形封頭及以外徑為基準橢圓形封頭總高度，mm；—折邊錐形封頭至錐頂總高度，mm；h—橢圓形、碟形及折邊錐形封頭直邊高度，mm；m—封頭質量，kg；—碟形、球冠形封頭球面部分內半徑，mm；r一碟形、折邊錐形封頭大端過渡段轉角內半徑，mm；一折邊錐形封頭小端過渡段轉角內半徑，mm；V一封頭容積，；α一折邊錐形封頭半頂角，；一封頭名義厚度，mm；一鋼材厚度，即鋼板質量證明書中的規(guī)格厚度，mm。 型式參數(shù) 表32封頭的名稱、斷面形狀、類型代號及型式參數(shù)名稱橢圓型封頭以內徑為基準斷面型式類型代號型式參數(shù)關系；表33 EHA橢圓形封頭內表面積、容積公稱直徑DNmm總深度Hmm內表面積Am2容積Vm3900250表34 EHA橢圓封頭質量 /kg公稱直徑DNmm封頭名義厚度，mm810900 接管 符號說明—管板厚度，mm；—補強圈外邊緣（當無補強圈時，是指接管外壁）至管板（或法蘭）與殼體連接管焊縫之間的距離，mm；—接管公稱直徑，mm；—接管外徑，mm；—公稱直徑，mm；—補強圈外徑，mm；—接管法蘭厚度，mm；—接管法蘭的螺母厚度，mm；—管箱用對焊法蘭高度（當法蘭時平焊法蘭時，是指平焊法蘭的厚度），mm；—接管伸出長度，mm；—殼程接管位置最小尺寸，mm；—管程接管位置最小尺寸，mm；—公稱壓力，kg/cm2；—保溫層厚度，mm。 接管伸出長度接管伸出殼體（或管箱殼體）外壁的長度[2]。 （3–1）則接管伸出長度取。 接管與殼體、管箱殼體的連接 結構形式接管與殼體、管箱殼體（包括封頭）連接的結構形式，采用插入式焊接結構。接管不得凸出于殼體的內表面,并在該部位打磨平滑，以免妨礙管束的拆裝。接管應盡量沿徑向或軸向布置，以方便配管與檢修。 接管法蘭的選擇殼程：（冷流體）流體進口接管，取接管內液體流速為,則接管內徑為： （3–2）?。汗艹蹋海崃黧w）流體進出口接管，取接管內95%醋酸溶液的流速為，則接管內徑為： （3–3）?。? 根據(jù)接管尺寸選擇板式平焊鋼制管法蘭 圖31 板式平焊鋼制管法蘭表35 板式平焊鋼制管法蘭公稱直徑管子直徑A1連 接 尺 寸法蘭外徑螺紋孔中心圓直徑螺栓孔直徑螺栓孔數(shù)量螺紋DN/mmA/mmB/mmD/mmK/mmL/mmN/個Th/mmPN (10bar)15189565144M12202510575144M12253211585144M123238140100184M164045150110184M165057165125184M166576185145184M168089200160188M16100108220180188M16125133250210188M16150159285240228M20200219340295228M202502732733953502212M20續(xù)表法蘭厚度法蘭內徑B1坡口寬度法蘭理論重量CABb/kg142219/1626/1633/1839/1846/2059/2078/2091/22116110/22135/24161/24222/26276/ 排氣管為提高傳熱效率，排除工作中殘余氣體，在其殼程上設置排氣管。排氣管的端部必須與殼體內壁齊平，其結構尺寸如圖：圖32 排氣管 殼程接管位置最小尺寸殼程接管位置最小尺寸無補強圈接管 （3–4）圖33 殼程接管位置在上式中，為考慮焊縫影響，取C3倍殼體壁厚且不小于。則取。 管箱接管位置最小尺寸 管箱接管位置最小尺寸無補強圈接管 （3–5）在上式中，為考慮焊縫影響，取C3倍殼體壁厚且不小于。則取。圖34 管箱接管位置 折流板 符號說明—管板厚度，mm；—防沖板長度，mm；—系數(shù)；—殼體公稱直徑，mm；—殼體內徑，mm；—折流板外圓直徑，mm—無縫鋼管制殼體實測最小內徑，mm；—管孔直徑，mm；—拉桿孔直徑，mm；—殼程接管內徑，mm；—折流板切去部分的弓形面積，mm；—折流板缺邊的位置尺寸，mm；—折流板切去部分的弓形高度，mm；—折流板中心線至缺邊的距離，mm；—靠近管板的折流板與管板間的距離，mm；—殼程接管的位置尺寸，mm；—管孔數(shù)量；—拉桿孔數(shù)量；—折流板厚度，mm；—折流板材料重度。 折流板的形式圖35 折流板形式折流板有圓缺形（弓形）、圓盤–圓環(huán)形式。圓缺形折流板分為上、下缺邊折流板，或單弓形、雙弓形、三弓形。對于臥式換熱器，上、下是指殼程物料進口管折流板缺邊平行。臥式換熱器，由于殼程全是液相的清潔物料（循環(huán)冷卻水），宜用上、下缺邊折流板。應在上缺邊折流板的下部最低處開小槽和在下缺邊的上部最高處開小槽，利于少量的氣或汽的排除。此次設計的換熱器采用弓形，單缺邊折流板。 折流板缺邊位置尺折流板缺邊位置尺寸，如圖。其切去部分的高度，一般為??；當用于無相變的換熱器時，取；當用于殼程沸騰的再沸器時，??；當用于冷卻器時，取。此外，換熱管排列盡量使折流板缺邊通過換熱管排或程間通道的中心線。由以上原則，則 （3–6）圖36 折流板缺邊位置尺寸 折流板的布置折流板的布置，應使靠近管板的折流板盡可能靠近殼程進口接管，其余按等距離布置，靠近管板的折流板與管板間的距離，如圖：圖37 折流板與管板間距其尺寸可按下式計算： （3–7）圓整取。折流板的間距取。 折流板的尺寸 折流板厚度折流板厚度與殼體直徑、換熱管無支承長度有關。表36 折流板厚度/mm殼體公稱直徑DN換 熱 管 無 支 撐 長600≤900900≤12001200≤1500厚度800～90081012此處選取折流板的厚度為：10mm 折流板的外圓直徑和公差折流板的外圓直徑和公差，影響到折流板與殼體內壁間隙的大小，而間隙的大小影響換熱器的傳熱、阻力降和制造。表37 折流板外圓直徑和公差/mm公稱直徑DN5009009001300折流板名義外直徑DN6折流板外徑允許偏差則折流板的外圓直徑和公差為：。 管孔直徑和公差折流板上的管孔直徑和公差 按規(guī)定表38 折流板管孔直徑及允許偏差/mm換熱管外徑d19管孔直徑直徑允差偏差+ 管孔中心距及允許偏差折流板上的管孔中心距（包括分程隔板處的管孔中心距）及允許偏差:表39 折流板管孔中心距和允差