【導讀】行研究所取得的成果。畢業(yè)設計（論文）中凡引用他人已經(jīng)發(fā)表或未發(fā)表的成。果、數(shù)據(jù)、觀點等，均已明確注明出處。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人畢業(yè)設計（論文）與資料若有不實，愿意承擔一切相關的法律責任。一般換熱設備在化工、煉油裝置中的建設費用比例可達20%-50%。在各種換熱器中，由于管殼式換熱器具有單位體積內(nèi)能夠提供較大的傳熱面積、傳。本次設計的目的是通過對設備的設計初步掌握其設計的基本方法與程序。本次設計的設備是U型管式換熱器，它屬于管殼式換熱器的一種。和分析包括熱力設計、流動設計、結(jié)構(gòu)設計以及強度設計，以熱力設計最為重要。

　　

【正文】 ioiosiiio RdbdddRddK???11????? () 1013 1 ???????? ).m(369 02 CW? 式中 siR ， soR — 傳熱管內(nèi)、外側(cè)表面上的污垢熱阻， W/(m2℃ )；參考 表 得 10 / ( . )siR W m C?? ? ?， 10 / ( . )soR W m C?? ? ?； id 、 0d 、 md — 傳熱管內(nèi)徑、外徑及平均直徑， m。 md =； ? — 傳熱管壁導熱系數(shù)， 不銹 鋼條件下取 245 / ( . )w m C? ??； b — 傳熱管壁厚， m. 表 壁面污垢熱阻的數(shù)值范圍 加熱流體溫度 /℃ 115 以下 25 以下 115 以上 25 以上 水的溫度 /℃ 水的流速 /(m/s) 1 以下 1 以上 1 以下 1 以上 污垢熱阻（ m2℃ /W） 海水 104 104 自來水、井水 104 104 蒸餾水 104 104 硬水 104 104 河水 104 104 傳熱面積 S )m( 8 9 0 00 2????? mitKQS () 管殼式換熱器的設計 15 該固定管板式換熱器的實際傳熱面積為 )m( 2?????? BoP lNdS ? () 該換熱器的面積裕度為 ??SSP () 由于面積裕度在 ～ 范圍內(nèi)，所以 傳熱面積裕度合適，該換熱器能完成生產(chǎn)任務 換熱器內(nèi)流體的流動阻力 管程流動阻力 12()i t s pP P P F N N? ? ? ?? () 式中 1, 2spNN?? 分別表示換熱器的殼程數(shù)與管程數(shù)； ? 表示管程壓力降結(jié)構(gòu)校正系數(shù)； 又 21 2i lup d ????， 22 2up ???? 由 Re?? 雙對數(shù)坐標圖 [6]得 Re =3194 傳熱管相對粗糙度 ?? ， 查圖得到摩擦系數(shù)?? 圖 eR?? 雙對數(shù)坐標圖 榆林學院畢業(yè)論文 16 流速 smui /? ， 3/ mkgi ?? ，查表 41 得 3?? 所以 )(19972 2221Paudlp i??????? ?? () )(28 52 39 0632222PauP i?????? ?? () 所以 KPPaNNFPPP psti 10)(6 8 4 )2 8 51 9 9 7()( 21 ???????????? 管程流體阻力在允許范圍內(nèi) [7]。 表 阻力系數(shù) ? 值 [2] 局部阻力名稱 阻力系數(shù) ? 值 局部阻力名稱 阻力系數(shù) ? 值 管程入口 管程入口 殼程入口 殼程入口 殼程阻力 0 1 2()tsP P P F N? ? ? ?? () 式中 1, 1stNF??； 又 2010 ( 1) 2cB uP F f n N ?? ? ?， 22 2(3 .5 ) 2B BuPN D ?? ? ? 式中 F=，表示管子排列方法對壓力降得校正系數(shù)； 0. 22 80 R e 75 2f ?? ? ?，表示殼程流體的摩擦系數(shù)； 8? ，表示橫過管束中心線的管子數(shù)； mmB 100? ,表示折流板間距； 30 /791 mkg?? ； 59?BN 0u 按殼體流通截面積 00()S h D ncd??計算得流速； 所以 管殼式換熱器的設計 17 )(45632 )159(2)1(221PauNnFfP OBco?????????? ? )(35 7 162 ) (592)(222PauDBNP OB????????? ?)(38759)357164563()( 210 PaNFPPP st ???????? 由結(jié)果可知殼體流動阻力也適合 表 換熱器操作壓力 負壓 低壓 中壓 較高壓 操作壓力 P/Mpa ～ ～ ～ ～ 合理壓降 P? /Mpa P/10 P/5 ～ ～ 榆林學院畢業(yè)論文 18 換熱器主要結(jié)構(gòu)尺寸和計算結(jié)果及設備圖 表 換熱器主要結(jié)構(gòu)尺寸和計算結(jié)果 換熱器類型： U 型管 式 換熱器 換熱面積（ m2） : 工藝參數(shù) 名稱 管程 殼程 物料名稱 丙碳 甲醇 操作壓力 MPa 流量， kg/h 689000 13808 流體密度 ,kg/m3 791 流速 ,m/s 傳熱量 ,kW 總傳熱系 數(shù) ,W/ 369 對流傳熱系數(shù) W/ 1182 1013 污垢系數(shù) ,阻力降 ,Pa 6846 23609 程 數(shù) 2 1 裕 度 /% 65 推薦使用材料 不銹 鋼 不銹 鋼 管子規(guī)格 管 數(shù) 44 管 長 ,mm 6000 管 距 ,mm 32 排列方式 正三角形 折流板數(shù) /塊 59 折流板排列 上 下 間 距 ,mm 100 切口高度 25% 殼體內(nèi)徑 ,mm 325 裕 度 管殼式換熱器的設計 19 U 型管 換熱器簡圖 1－弓形 折流板； 2－矩形折流板 。 3－縱向隔板 ； 4－加熱管 。 5－管箱； 6－隔板； 7－ 拉桿； 8－ 旁通擋板榆林學院畢業(yè)論文 20 5 管 殼 式換熱器設備的設計說明書 一般換熱器設備設計的設計步驟大致如下： (1) 根據(jù)生產(chǎn)任務及有關要求確定換熱器的設計方案 (2) 根據(jù)換熱任務確定 換熱器類型的選擇 (3) 進行化工計算 ， 并核算換熱面積與管殼程壓力 (4) 換熱器尺寸的確定及有關構(gòu)件的選擇 (5) 繪制 U型管 式 換熱器的設備 圖總結(jié) 21 6 總結(jié) 通過本 次 換熱器 設計 ， 使我學習到要將理論性的知識與實際相聯(lián)系。 掌握了換熱器的主要類型以及各種不同換熱器的優(yōu)缺點，并了解其各種換熱器的適用場合以及知道在選用各種設備時要綜合考慮各種影響因素。 加深了對換熱器的了解 并 且 了解設備設計的基本內(nèi)容，掌握化工設計的基本方法與基本程序。此次設計是培養(yǎng) 我們 學生獨立的工作能力。主要提高我們以下幾方面的能力： 首先 通過此次設計我們可以熟悉查閱文獻資料、搜集有關數(shù)據(jù)、正確選用公式 。其次在兼 顧技術(shù)上先進性可行性、經(jīng)濟上合理的前提下、合理分析設計任務要求 確定合適的設備類型。最后準確而迅速地進行化 工計算。參考文獻 22 參考 文獻 [1] 賈紹義 , 柴誠敬 . 化工原理課程設計（化工傳遞與單元操作課程設計 ） [M] . 天津 : 天津大學出版社 , 2021. 3848. [2] 譚蔚 . 設計基礎 [M] . 天津 : 天津大學出版社 , 2021. 155160. [3] 任曉光 . 北京 : 化工原理課程設計指導 , 2021. 2838. [4] 婁愛娟 , 吳志泉 , 吳敘美 .化工設計 [M] . 上海 : 華東理工大學出版社 , ,324326. [5] 申迎華 , 郝小剛 . 化 工原理課程設計 [M] . 北京 : 化學工業(yè)出版社 , [6] 陳敏恒 . 化工原理（第三版）上冊 [M] . 北京 : 化學工業(yè)出版社 , 1999. 222235 [7] 化工容器及設備設計簡明手冊 [M] . 北京 : 化學工業(yè)出版社 , 2021. 468471. [8] 徐敏元 . 列管式換熱器設計的幾個問題 [J] . 貴州化工 , 1997(04) : 3436. [9] 董其伍 , 張垚 . 換熱器 [M] . 北京 : 化學工業(yè)出版社 , 2021. 1015, 5058. 致謝 23 致 謝 在 這篇論文的完成過程中，我得到了劉 俠 老師的大力支持與幫助，在此表示我最真摯的謝意！ 在本次畢業(yè)設計的過程中，我的指導老師劉 俠 給予了我精心的指導。在論文選題、研究方案相關論文查詢及修改定稿方面，劉 俠 老師傾注了大量心血。 劉 俠 老師嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度及工作作風給我們留下深刻的印象。是我們今后在工作和學習方面的好榜樣。在論文完成之際，向老師表示我最衷心的感謝，同時也感謝在此次畢業(yè)設計中給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W。 此致 敬禮 2021 年 5 月