【正文】 。④形狀：如下圖4) 右管箱法蘭和密封墊片的選型：①法蘭：與左管箱的相同。②法蘭密封墊片: 與左管箱的相同。長(zhǎng)寬厚：550*12*4mm。重量略。右管箱總重量：++24+=。10. 鞍座的選型根據(jù)換熱器殼體的公稱(chēng)直徑550mm，可知鞍座的公稱(chēng)直徑也是550mm。選擇焊制的有墊板的鞍座：左鞍座標(biāo)記：鞍座 BI 550—S JB4712—1992，右鞍座標(biāo)記：鞍座 BI 550—F JB4712—1992。第三節(jié) 換熱器校核一．傳熱系數(shù)K的計(jì)算1．管程對(duì)流傳熱系數(shù)αi換熱管內(nèi)柴油流速：雷諾數(shù)，普蘭德數(shù)，柴油的黏度小于常溫水黏度的兩倍，是低黏度液體，且是被冷卻，所以w/(m2℃)2．殼程對(duì)流傳熱系數(shù)αo殼程流通截面積：m2殼程流速：換熱管為三角形排列，殼程的當(dāng)量直徑為雷諾數(shù)，普蘭德數(shù)，原油被加熱，所以w/(m2℃)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，兩側(cè)的污垢熱阻Rso=Rsi=104m2℃/W。4．總傳熱系數(shù)Ko。取管壁λw = 45w/(m℃)=( m2℃) A需要=Q/(K2Δtm)= 40128001000/(3600)=.面積裕量：〉15%符合換熱器設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。二、壓強(qiáng)降的計(jì)算1．管程壓強(qiáng)降已知管程直管的絕對(duì)粗糙度ε=，則ε/d1=，雷諾準(zhǔn)數(shù)，查摩擦系數(shù)圖128，得到λ=，所以，每程直管的壓降：Pa；柴油在每管程中局部阻力導(dǎo)致的壓強(qiáng)降按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算如下：Pa；一般地，流體流經(jīng)換熱器進(jìn)出口導(dǎo)致的壓強(qiáng)降可以忽略。對(duì)于Φ25，結(jié)垢校正系數(shù)Ft=；因?yàn)槭菃螝こ?、四管程的換熱器，所以Ns=1，Np=4；Pa 2．殼程壓強(qiáng)降流體橫過(guò)管束的壓強(qiáng)降：管子排列方法對(duì)壓強(qiáng)降的校正因數(shù)F=(正三角形排列)；殼程流體的摩擦系數(shù)fo，當(dāng)Re2〉500時(shí)，fo===；橫過(guò)管束中心線的管子數(shù)nc=15；折流板數(shù)NB=14；殼程流速u(mài)2=；ρ原油=815kg/m3=4941Pa；流體通過(guò)折流板缺口的壓強(qiáng)降: 折流板間距h=400mm=； 殼體內(nèi)徑D=550mm= =1413Pa一般地，流體流經(jīng)換熱器進(jìn)出口導(dǎo)致的壓強(qiáng)降可以忽略。殼程總壓降：對(duì)于液體殼程壓強(qiáng)降的結(jié)垢校正系數(shù)Fs=； 殼程數(shù)Ns=1=7307Pa20000Pa. 符合任務(wù)書(shū)的要求。第四節(jié)、 設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表 換熱器工藝設(shè)計(jì)結(jié)果如下表所示：參數(shù)原油柴油流率kg/h4560037400進(jìn)/出口溫度/℃70/110175/ 物性密度/（kg/m3）815715定壓比熱容/[kj/（kg?k）]粘度/（Pa?s）導(dǎo)熱系數(shù) W/(m℃雷諾數(shù)191026366普朗德數(shù)設(shè)備結(jié)構(gòu)參數(shù)形式浮頭式殼程數(shù)1管徑/㎜Φ25管心距/㎜32管長(zhǎng)/㎜6000管子排列△管數(shù)目/根156管程數(shù)4傳熱面積/㎡材質(zhì)碳鋼主要計(jì)算結(jié)果管程殼程流速/（m/s）污垢熱阻/（㎡/W）104104傳熱系數(shù)/[W/（㎡.℃）]裕度/%%折流板直徑，mm540折流板缺口高度,mm120折流板厚，mm6折流板間距h，mm400折流板數(shù)量14第三章 設(shè)計(jì)總結(jié)、感想及有關(guān)問(wèn)題分析討論設(shè)計(jì)總結(jié)、感想：此次化工原理課程設(shè)計(jì)題目是“柴油原油換熱器設(shè)計(jì)”，課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)個(gè)人綜合運(yùn)用所學(xué)課程及有關(guān)選修課程的基本知識(shí)去解決某一設(shè)計(jì)任務(wù)的一次訓(xùn)練，也起著培養(yǎng)我們學(xué)生獨(dú)立工作能力的重要作用。 在換熱器的設(shè)計(jì)過(guò)程中,我感覺(jué)我的理論運(yùn)用于實(shí)際的能力得到了提升，主要有以下幾點(diǎn)： (1)掌握了查閱資料，選用公式和搜集數(shù)據(jù)的能力； (2)樹(shù)立了既考慮技術(shù)上的先進(jìn)性與可行性，又考慮經(jīng)濟(jì)上的合理性，并注意到操作時(shí)的勞動(dòng)條件和環(huán)境保護(hù)的正確設(shè)計(jì)思想，在這種設(shè)計(jì)思想的指導(dǎo)下去分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力；比如說(shuō)我們所設(shè)計(jì)的換熱器,要考慮合理的壓降。 (3)培養(yǎng)了迅速準(zhǔn)確的進(jìn)行工程計(jì)算的能力；我們學(xué)會(huì)了查閱資料,小組討論,綜合前后數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。 (4)學(xué)會(huì)了用簡(jiǎn)潔的文字，清晰的圖表來(lái)表達(dá)自己設(shè)計(jì)思想的能力。（5）從設(shè)計(jì)結(jié)果可看出，若要保持總傳熱系數(shù)，溫度越大、換熱管數(shù)越多，折流板數(shù)越多、殼徑越大，這主要是因?yàn)樗某隹跍囟仍龈?，總的傳熱溫差下降，所以換熱面積要增大，換熱器尺寸增大，我們可以知道，為提高傳熱效率，降低經(jīng)濟(jì)投入，設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇十分重要。為提高殼程流體流速，往往在殼體內(nèi)安裝一定數(shù)目與管束相互垂直的折流擋板。折流擋板不僅可防止流體短路、增加流體流速，還迫使流體按規(guī)定路徑多次錯(cuò)流通過(guò)管束，使湍動(dòng)程度大為增加。（6）在化工廠使用列管式換熱最廣泛，有點(diǎn)如下：換熱效率高,熱損失小；占地面積小重量輕；污垢系數(shù)低；檢修、清洗方便；產(chǎn)品適用面廣。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多，一份耕耘一份收獲，當(dāng)我捧著自己辛苦畫(huà)的圖紙的時(shí)候，那種成就感是無(wú)法言喻的。這是一段令人難忘的記憶。 耐心、細(xì)心、決心、團(tuán)結(jié)、協(xié)作——是本次課程設(shè)計(jì)最大的感受。分析討論：（1）設(shè)計(jì)列管式換熱器時(shí)，通常都應(yīng)選用標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)的換熱器，為什么？是方便對(duì)以前的設(shè)備進(jìn)行利用！我們現(xiàn)在設(shè)計(jì)的換熱器的話(huà)都是定制性的！要根據(jù)現(xiàn)在的流量，污垢系數(shù)，壓降等進(jìn)行計(jì)算。（2）為什么在化工廠使用列管式換熱最廣泛？a、耐腐蝕性：聚丙烯具有優(yōu)良的耐化學(xué)品性，對(duì)于無(wú)機(jī)化合物，不論酸，堿、鹽溶液，除強(qiáng)氧化性物料外，幾乎直到100℃都對(duì)其無(wú)破壞作用，對(duì)幾乎所有溶劑在室溫下均不溶解，一般烷、徑、醇、酚、醛、酮類(lèi)等介質(zhì)上均可使用。b、耐溫性：聚丙烯塑料熔點(diǎn)為164174℃，因此一般使用溫度可達(dá)110125℃。c、無(wú)毒性：不結(jié)垢，不污染介質(zhì)，也可用于食品工業(yè)。d、重量輕：對(duì)設(shè)備安裝維修極為方便。（3）在列管式換熱器中，殼程有擋板和沒(méi)有擋板時(shí)，其對(duì)流傳熱系數(shù)的計(jì)算方法有何不同？當(dāng)無(wú)折流擋板時(shí)，必須先計(jì)算出當(dāng)量直徑。 （4）說(shuō)明列管式換熱器的選型計(jì)算步驟？根據(jù)兩流體的溫度變化情況，估計(jì)換熱器的管壁溫和殼體溫，初步選用換熱器的型式。(5)在換熱過(guò)程中，冷卻劑的進(jìn)出口溫度是按什么原則確定的？：a:兩種工藝流體換熱時(shí)，在一般情況下，冷端溫差20b:兩種工藝流體換熱時(shí)，若熱流體尚需進(jìn)一步加熱，則冷端溫差15c:采用水或其他冷卻劑冷卻時(shí)，冷端溫差5，否則會(huì)加快水垢的生成。對(duì)于經(jīng)濟(jì)良好凈化的新鮮水，出口溫度可達(dá)到45或稍高一些；對(duì)于凈化比較差的冷卻水，出口溫度建議不要超過(guò)40。（6）說(shuō)明常用換熱管的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格（批管徑和管長(zhǎng)）。 公稱(chēng)直徑DN。鋼管制圓筒：159,219,273,325 mm。卷制圓筒：400,450,500,600,700,800,900,1000，（1100），1200（1300），1400（1500），1600（1700），1800mm。公稱(chēng)壓力PN。,,。換熱管長(zhǎng)度L。1500,2000,3000,4500,6000,9000mm。（7）列管式換熱器中，兩流體的流動(dòng)方向是如何確定的？比較其優(yōu)缺點(diǎn)？流向的選擇就是決定并流、逆流還是復(fù)雜流動(dòng)。對(duì)于無(wú)相變傳熱，當(dāng)冷熱流體的進(jìn)出口溫度一定時(shí)，逆流操作的平均推動(dòng)力大于并流，因而傳遞同樣的熱流量，所需傳熱面積減小。就增加傳熱推動(dòng)力而言，逆流操作總是優(yōu)于并流。但在實(shí)際換熱器內(nèi)，純粹的逆流和并流是不多見(jiàn)的。當(dāng)采用多管程和多殼程時(shí)，換熱器內(nèi)流體的流動(dòng)形式較為復(fù)雜。此時(shí)需要根據(jù)純逆流平均推動(dòng)力和修正系數(shù)φ來(lái)計(jì)算實(shí)際推動(dòng)阻力，否則應(yīng)該變流動(dòng)方式。參考文獻(xiàn)【1】申迎華，郝曉剛.《化工原理課程設(shè)計(jì)》.北京，化學(xué)工業(yè)出版社，2009【2】姚玉英等.《化工原理（上）》.天津，天津大學(xué)出版社，2005【3】任曉光.《化工原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》.北京，化學(xué)工業(yè)出版社，2009【4】.《化工原理課程設(shè)計(jì)》.天津，天津大學(xué)出版社，2002【5】.《化工制圖》.哈爾濱，哈爾濱工程大學(xué)出版社，2010【6】鐘理, 伍欽，馬四朋. 《化工原理（上）》. 北京，化學(xué)工業(yè)出版社，.【7】《材料與零部件（上）》. 上海科學(xué)技術(shù)出版社. .【8】錢(qián)頌文. 《換熱器設(shè)計(jì)手冊(cè)》，北京，化學(xué)工業(yè)出版社，【9】匡國(guó)柱. 《化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》. 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