化工原理課程設計——換熱器的設計畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-25 01:53 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 管程壓力降的計算公式為： Rei= （前面已求），為湍流。 取關閉粗糙度查 另外，式子中：殼程數(shù)Ns=1管程數(shù)Np=6代入公式中，有：=（+）16=82240Pa100kp 由于殼程流體的流動狀況比較地復雜，所以計算殼程流體壓力降的表達式有很多，計算結果也相差很大。下面以埃索法計算殼程壓力降：殼程壓力降埃索法公式為：——流體橫過管束的壓力降，Pa；——流體通過折流擋板缺口的壓力降，Pa；Fs——殼程壓力降的垢層校正系數(shù)，無因次，；Ns——殼程數(shù)；而，nc=25，NB=22,uo=。F——管子排列方法對壓力降的校正系數(shù)，對正三角形排列，F(xiàn)=，對正方形斜轉45o排列，F(xiàn)=，正方形排列，F(xiàn)=。fo——殼程流體的摩擦系數(shù)，當Re﹥500時，nc——橫過管束中心線的管子數(shù)，對正三角形排列ncNB——折流擋板數(shù)代入數(shù)值得：= =而，其中h=，D=，NB=22,D——殼徑，mh——折流擋板間距，mdo——換熱器外徑，muo——按殼程流通截面積S計算的流速，而S=h（Dncdo）代入數(shù)值得： =22（） =對于液體=，于是我們有：=1=100kpa經(jīng)過以上的核算，我們發(fā)現(xiàn)，管程壓力降和殼程壓力降都符合要求。 五．換熱器零部件的結構設計設置折流板的目的是為了提高流速，增加湍動，改善傳熱，在臥式換熱器中還起支撐管束的作用。常用的有弓形折流板（圖120）和圓盤圓環(huán)形折流板（圖121），弓形折流板又分為單弓形[圖120（a）]、雙弓形[圖120（b）]、三重弓形[圖120（c）]等幾種形式。單弓形折流板用得最多，弓形缺口的高度h為殼體公稱直徑Dg的15%～45%，最好是20%，見圖122（a）；在臥式冷凝器中，折流板底部開一90176。的缺口，見圖122（b）。高度為15～20mm，供停工排除殘液用；在某些冷凝器中需要保留一部分過冷凝液使凝液泵具有正的吸入壓頭，這時可采用帶堰的折流板，見圖122（c）。在大直徑的換熱器中，如折流板的間距較大，流體繞到折流板背后接近殼體處，會有一部分液體停滯起來，形成對傳熱不利的“死區(qū)”。為了消除這種弊病，宜采用雙弓形折流板或三弓形折流板。從傳熱的觀點考慮，有些換熱器（如冷凝器）不需要設置折流板。但為了增加換熱器的剛度，防止管子振動，實際仍然需要設置一定數(shù)量的支承板，其形狀與尺寸均按折流板一樣來處理。折流板與支承板一般均借助于長拉桿通過焊接或定距管來保持板間的距離，其結構形式可參見圖123。由于換熱器是功用不同，以及殼程介質(zhì)的流量、粘度等不同，折流板間距也不同，其系列為：100mm，150mm，200mm，300mm，450mm，600mm，800mm，1000mm。允許的最小折流板間距為殼體內(nèi)徑的20%或50mm，取其中較大值。允許的最大折流板間距與管徑和殼體直徑有關，當換熱器內(nèi)流體無相變時，其最大折流板間距不得大于殼體內(nèi)徑，否則流體流向就會與管子平行而不是垂直于管子，從而使傳熱膜系數(shù)降低。折流板外徑與殼體之間的間隙越小， 殼程流體介質(zhì)由此泄漏的量越少，即減少了流體的短路，使傳熱系數(shù)提高，但間隙過小，給制造安裝帶來困難，增加設備成本，故此間隙要求適宜。折流板厚度與殼體直徑和折流板間距有關。. 折流板厚度/ mm殼體公稱內(nèi)徑/mm相鄰兩折流板間距/mm≤300300～450450～600600～750＞750200～2503561010400～70056101012700～100068101216＞1000610121616(左)中所列數(shù)據(jù)。 （右）所列數(shù)據(jù)。殼1/mm＜400400～800900～1200管子外徑/mm19253857支承板厚度/mm6810最大間距/mm1500180025003400經(jīng)選擇，我們采用弓形折流板，取弓形折流圓缺高度為殼體內(nèi)徑的25%，則切去的圓缺高度為：h=600=150mm取折流板間距B=：B=600=180mm可取B=200mm因而查表可得：折流板厚度為5mm，支承板厚度為8mm，支承板允許不支承最大間距為1800mm。折流板數(shù)NB=、封頭查GB15199P21表8得圓筒厚度為：8 mm 查JB/T473795，橢圓形封頭與圓筒厚度相等，即8mm 示意圖如下：查表可得其尺寸數(shù)據(jù)，見下表公稱直徑DN（mm）曲面高度（mm）直邊高度（mm）碳鋼厚度δ（mm）內(nèi)表面積 A 容積 V
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