煤油冷卻器設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-27 07:28 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 緊湊。浮頭式則以正方形錯(cuò)列居多：正方形排列便于機(jī)械清洗。對(duì)于多管程換熱器，常采用組合排列方式。每程內(nèi)都采用正三角形排列，而在各程之間為了便于安裝隔板，采用正方形排列方式。本次設(shè)計(jì)選用?25，管子排列為正三角形排列，管心距為32mm⑶管板管板的作用是將受熱管束連接在一起，并將管程和殼程的流體分隔開來(lái)，管板與管子的連接可用脹接和焊接。固定管板常采用不可拆連接。兩端管板直接焊在外殼上并兼作法蘭，拆下頂蓋可檢修脹口或清洗管內(nèi)。浮頭式，U型管式等為使殼體便于清洗，常采用板夾在殼體法蘭和頂蓋法蘭之間構(gòu)成可拆連接。本次設(shè)計(jì)采用不可拆連接。查得管板厚度為38mm。⑷封頭和管箱封頭和管箱位于殼體兩端，其作用是控制及分配管程流體。①封頭 當(dāng)殼體直徑較小時(shí)常采用封頭。接管和封頭可用法蘭和螺紋連接，封頭與殼體之間用螺紋連接，以便卸下封頭，檢查和清洗管子。②管箱 殼徑較大的換熱器大多采用管箱結(jié)構(gòu)。管箱具有一個(gè)可拆蓋板，因此在檢修或清洗管子時(shí)無(wú)須卸下管箱。③分程隔板 當(dāng)需要的換熱面積很大時(shí)，可采用多管程換熱器，對(duì)于多管程換熱器，在管箱內(nèi)應(yīng)設(shè)分程隔板，將管束分為順次串接的若干組，各組管子數(shù)目大致相等。這樣可提高介質(zhì)流速，增強(qiáng)傳熱。 殼程結(jié)構(gòu)⑴殼體列管式換熱器的殼體基本上呈圓筒形，殼壁上焊有接管。直徑小于400mm通常直接采用鋼管制成：大于400mm時(shí)用鋼板卷焊而成。在殼程進(jìn)口接管處常裝有防沖板或稱緩沖板，以防止進(jìn)口流體直接撞擊管束上的管排，因?yàn)榱黧w的撞擊會(huì)侵蝕管子，并引起振動(dòng)。采用導(dǎo)流體裝置不僅能起防沖板作用，而且還可以改善兩端的流體分布，提高傳熱效率。導(dǎo)流體不僅用于進(jìn)口，還可以用于出口。大型換熱器在高流速下工作時(shí)，導(dǎo)流筒更顯示出其優(yōu)越性。換熱器殼體內(nèi)徑應(yīng)等于或略大于管板直徑。殼體內(nèi)經(jīng)計(jì)算式：D=式中 D——?dú)んw內(nèi)經(jīng)a——管中心距，焊接法a=，do為傳熱管外徑η——管板利用率，N——傳熱管總根數(shù)⑵折流擋板折流擋板的主要作用是引導(dǎo)殼程流體反復(fù)的改變方向做錯(cuò)流流動(dòng)，以加大殼程流體流速和湍動(dòng)程度，致使殼程對(duì)流傳熱系數(shù)提高。另外，折流擋板還起了支撐管子的作用，防止管束振動(dòng)和彎曲。折流擋板的形式有圓缺形，環(huán)盤形和孔流形。折流板的間隔，在允許的壓力范圍內(nèi)希望盡可能小。一般推薦的折流板的間隔最小值為殼內(nèi)徑的1/5或者不小于50mm，最大值決定于支持管所必要的最大間隔。本次設(shè)計(jì)折流擋板間距為90mm。⑶緩沖板在殼程進(jìn)口接管處常裝有防沖擋板，或稱緩沖板。它可防止進(jìn)口流體直接沖擊管束而造成管子的侵蝕和管束振動(dòng)，還有是流體沿著管束均勻分布的作用。還有的在管束兩端放置導(dǎo)流筒，這不僅起防沖板的作用，還可改善兩端流體的分布，提高傳熱效率。⑷其他主要附件①旁通擋板 如果殼體和管束間間隙過(guò)大，則流體不通過(guò)管束而通過(guò)這個(gè)間隙旁通，故往往采用旁通擋板。②假管 為減少管程分程所引起的中間穿流的影響，可設(shè)置假管。③拉桿和定距管 為了使折流板能牢靠的保持在一定位置上，通常采用拉桿和定距管。4 列管式換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算 計(jì)算步驟⑴確定設(shè)計(jì)方案①由上述諸多條件，初步選用帶膨脹節(jié)的固定管板式換熱器②由于循環(huán)水易結(jié)垢，為便于水垢清洗，應(yīng)使循環(huán)水走管程，油品走殼程。選用?25，管內(nèi)流速取ui= m/s。⑵確定物性參數(shù)定性溫度：可取流體進(jìn)口溫度的平均值。殼程油的定性溫度為 T=120+402=80 ℃管程流體的定性溫度為 t=20+402=30 (℃)根據(jù)定性溫度，分別查取殼程和管程流體的有關(guān)數(shù)據(jù)。煤油在80℃下的有關(guān)物性數(shù)據(jù)如下：密度 ρo=781 kg/m3定壓比熱容 cpo= kJ/(kg?℃)導(dǎo)熱系數(shù) λo= W/（m2?℃）粘度 μo= Pa?s循環(huán)冷卻水在30℃下的物性數(shù)據(jù)：密度 ρi= kg/m3定壓比熱容 cpi=(kg?℃)導(dǎo)熱系數(shù) λi= W/（m2?℃）粘度 μi= Pa?s 計(jì)算傳熱系數(shù)⑴熱流量 QO=qmocpo?to= 250001000720012040=105kJh=176(kW) ⑵平均傳熱溫差 ?tm，=?t1?t2ln?t1?t2=120404020ln120404020=℃⑶冷卻水用量 qmi=Qocpi?ti=4020=7547（kg/h）⑷總傳熱系數(shù)K管程傳熱系數(shù)： Re= diuiρiμi= =12431 αi= =103 =2634 W/（m2?℃）殼程傳熱系數(shù)：假設(shè)殼程傳熱系數(shù)αo=300 W/（m2?℃）污垢熱阻Rsi=?℃W， Rso=?℃W管壁的導(dǎo)熱系數(shù)λ=45 W/（m2?℃） K=1doαidi+Rsidodi+bdoλdm+Rso+1αo =++++1300
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