【文章內(nèi)容簡介】 部放大圖。 CAD圖自由選做 2個部件。 第二部分 設(shè)計方案簡介評述 換熱器是許多工業(yè)生產(chǎn)中常用的設(shè)備 ,尤其是石油、化工生產(chǎn)應(yīng)用更為廣泛。在化工廠中換熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器和再沸器等。換熱器的類型很多，性能各異， 各 具特點，可以適應(yīng)絕大多數(shù)工藝過程對換熱器的要求。 進(jìn)行換熱器的設(shè)計，首先是根據(jù)工藝要求選用適當(dāng)?shù)念愋?，同時計算完成給定生產(chǎn)任務(wù)所需的傳熱面積，并確定換熱器的工藝尺寸。換熱器類型雖然很多，但計算傳熱面積所依據(jù)的傳熱基本原理相同，不同之處僅是在結(jié)構(gòu)上需根據(jù)各自設(shè)備特點采用不同的計算方法而已。 我們設(shè)計的是煤油冷卻器，冷卻器是許多工業(yè)生產(chǎn)中常用的設(shè)備。列管 式換熱器的結(jié)構(gòu)簡單、牢固，操作彈性大，應(yīng)用材料廣。列管式換熱器有固定管板式、浮頭式、 U形管式和填料函式等類型。 列管式換熱器的形式主要依據(jù)換熱器管程與殼程流體的溫度差來確定。由于兩流體的溫差大于 50 ，故選用帶補償圈的固定管板式換熱器。這類換熱器結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉，但管外清洗困難，宜處理殼方流體較清潔及不易結(jié)垢的物料。因水的對流傳熱系數(shù)一般較大，并易結(jié)垢，故選擇冷卻水走換熱器的管程，煤油走殼程。 第三部分 換熱器設(shè)計理論計算 １、試算并初選換熱器規(guī)格 （ 1） 、 定流體通入空間 兩流體均不 發(fā)生相變的傳熱過程，因水的對流傳熱系數(shù)一般較大，并易結(jié)垢，故選擇冷卻水走換熱器的管程，煤油走殼程。 （ 2）、確定流體的定性溫度、物性數(shù)據(jù)，并選擇列管式換熱器的形式 ： 被冷卻物質(zhì)為煤油，入口溫度為 140℃ ,出口溫度為 40C 冷卻介質(zhì)為自來水，入口溫度為 30C ，出口溫度為 35C 煤油的定性溫度： (14 0 40 ) / 2 90mTC? ? ? 水的定性溫度： ( 30 35 ) / 2 32 .5mtC? ? ? 兩流體的溫差： 90 32 .5 57 .5mmT t C? ? ? ? 由于兩流體溫差大于 50℃，故選用帶補償圈的固定管板式列管換熱器。 兩流體在定性溫度下的物性數(shù)據(jù) 物性 流體 C?溫度 3/mkg ?密度 smPa??黏度 ）（比熱容 CkgkJ Cp??/ ）（導(dǎo)熱系數(shù) CmW ??/ ? 煤油 90 825 水 994 (3)、 計算熱負(fù)荷 Q 按管內(nèi)煤油計算 ,即 kWTTcmQ p )40140()( 32111 ???????? 若忽略換熱器的熱損失，水的流量可由熱量衡算求得 ,即 hkgskgttCQm p /21 996/)3035( 12 456 7)(/ 31222 ???????? （ 4）、計算兩流體的平均溫度差，并確定殼程數(shù) 2 1 2 2 1 12 2 21 1 1( ) ( ) ( 14 0 40 ) ( 35 30 ) 31 .7 114 0 40l n l n l n 35 30mt t T t T ttCt T tt T t? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? 140 40 2035 30R ???? 3 5 3 0 0 .0 4 7 61 4 0 3 0R ???? 由 R 和 P 查圖 312 得溫度校正系數(shù)為 ?? ? ，所以 校正后的溫度為 27m m tt t C? ??? ? ? ? ? ? ? 又因 ?? ??，故可選用單殼程的列管式換熱器。 （ 5）、初步選初算換熱器換熱面積 根據(jù)管內(nèi)為水，管外為有機(jī)液體，假設(shè) K=360 2/ ( )W m C?? 故 39。2124567 1 0 .9 13 6 0 3 1 .7 1mQAmKt? ? ??? 考慮 15%的面積裕度， 39。 A m? ? ? ? 工藝結(jié)構(gòu)尺寸 （ 1）管徑和管內(nèi)流速 管徑為φ 25mm ，管內(nèi)流速為 /iu m s? （ 2）管程數(shù)和傳熱管數(shù) 根據(jù)傳熱管內(nèi)徑和流速確定單程傳熱管數(shù) sn 226 . 1 1 200 . 7 8 5 9 9 4 0 . 7 8 5 0 . 0 2 1s iiVn du? ? ?? ? ?（根） 按單管程計算換熱器管的長度 L 01 2 . 5 5 7 . 9 92 0 3 . 1 4 0 . 0 2 5sSLmnd?? ? ??? 按單管程設(shè)計，傳熱管過長，根據(jù)本題實際情況，取傳熱管長 l=2m,則該換熱器的管程數(shù)為 42P LN l? ? ?（管程） 20 4 80(N ? ? ? 根 ） (3) 傳熱管排列和分層方法 采用正三角排列，取管心距 ? ， 則 25 32t mm? ? ? 隔板中心到最近一排管中心的距離 S：按凈空不小于 6mm的原則確定，亦可按下式求?。? / 2 63 2 / 2 6 2 2StS m m??? ? ? 分程隔板兩側(cè)相鄰管排之間的管心距 2 2 2 2 4 4at S m m? ? ? ? 管中心距 t 與分程隔板槽兩側(cè)相鄰管排中心距 at 的計算結(jié)果與查表數(shù)據(jù)完全一致，證明可用。 (4)殼體內(nèi)徑 采用兩管程結(jié)構(gòu)，取管板利用率η =， 則殼體內(nèi)徑 1 .0 5 / 1 .0 5 3 2 8 0 / 0 .7 3 5 9 .2D t N m m?? ? ? ? 圓整取 D=360mm。 （ 5）折流板 采用弓形折流板，取弓形折流板圓缺高度為殼體內(nèi)徑的 25%，則切去的圓缺高度為0 .2 5 3 6 0 9 0h mm? ? ?。 取折流板間距 B=，則 0 .2 5 3 6 0 9 0B m m? ? ?，取 B=150mm，則折流板數(shù) 20201 1 2 290bN ? ? ? ? ?傳 熱 管 長折 流 板 間 距（塊） 折流板圓缺水平面安裝。 折流板的最大無支撐間距如表所示： 換熱管外徑（ mm） 14 16 19 25 32 38 最大無支撐間距 (mm) 1100 1300 1500 1850 2200 2500 （ 6）其它附件 （ 1）、封頭 封頭有方形和圓形兩種，方形用于直