【導(dǎo)讀】行研究所取得的成果。畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(diǎn)等，均已明確注明出處。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）與資料若有不實(shí)，愿意承擔(dān)一切相關(guān)的法律責(zé)任。一般換熱設(shè)備在化工、煉油裝置中的建設(shè)費(fèi)用比例可達(dá)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(shè)計(jì)的目的是通過(guò)對(duì)設(shè)備的設(shè)計(jì)初步掌握其設(shè)計(jì)的基本方法與程序。本次設(shè)計(jì)的設(shè)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(shè)計(jì)、流動(dòng)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及強(qiáng)度設(shè)計(jì)，以熱力設(shè)計(jì)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(dǎo)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(lái)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(shè)計(jì) 15 該固定管板式換熱器的實(shí)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(wù) 換熱器內(nèi)流體的流動(dòng)阻力 管程流動(dòng)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(duì)數(shù)坐標(biāo)圖 [6]得 Re =3194 傳熱管相對(duì)粗糙度 ?? ， 查圖得到摩擦系數(shù)?? 圖 eR?? 雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖 榆林學(xué)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(duì)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(guò)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(jì)算得流速； 所以 管殼式換熱器的設(shè)計(jì) 17 )(45632 )159(2)1(221PauNnFfP OBco?????????? ? )(35 7 162 ) (592)(222PauDBNP OB????????? ?)(38759)357164563()( 210 PaNFPPP st ???????? 由結(jié)果可知?dú)んw流動(dòng)阻力也適合 表 換熱器操作壓力 負(fù)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(xué)院畢業(yè)論文 18 換熱器主要結(jié)構(gòu)尺寸和計(jì)算結(jié)果及設(shè)備圖 表 換熱器主要結(jié)構(gòu)尺寸和計(jì)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(duì)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(zhǎng) ,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(shè)計(jì) 19 U 型管 換熱器簡(jiǎn)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(xué)院畢業(yè)論文 20 5 管 殼 式換熱器設(shè)備的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 一般換熱器設(shè)備設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)步驟大致如下： (1) 根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)及有關(guān)要求確定換熱器的設(shè)計(jì)方案 (2) 根據(jù)換熱任務(wù)確定 換熱器類型的選擇 (3) 進(jìn)行化工計(jì)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(guān)構(gòu)件的選擇 (5) 繪制 U型管 式 換熱器的設(shè)備 圖總結(jié) 21 6 總結(jié) 通過(guò)本 次 換熱器 設(shè)計(jì) ， 使我學(xué)習(xí)到要將理論性的知識(shí)與實(shí)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(diǎn)，并了解其各種換熱器的適用場(chǎng)合以及知道在選用各種設(shè)備時(shí)要綜合考慮各種影響因素。 加深了對(duì)換熱器的了解 并 且 了解設(shè)備設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容，掌握化工設(shè)計(jì)的基本方法與基本程序。此次設(shè)計(jì)是培養(yǎng) 我們 學(xué)生獨(dú)立的工作能力。主要提高我們以下幾方面的能力： 首先 通過(guò)此次設(shè)計(jì)我們可以熟悉查閱文獻(xiàn)資料、搜集有關(guān)數(shù)據(jù)、正確選用公式 。其次在兼 顧技術(shù)上先進(jìn)性可行性、經(jīng)濟(jì)上合理的前提下、合理分析設(shè)計(jì)任務(wù)要求 確定合適的設(shè)備類型。最后準(zhǔn)確而迅速地進(jìn)行化 工計(jì)算。參考文獻(xiàn) 22 參考 文獻(xiàn) [1] 賈紹義 , 柴誠(chéng)敬 . 化工原理課程設(shè)計(jì)（化工傳遞與單元操作課程設(shè)計(jì) ） [M] . 天津 : 天津大學(xué)出版社 , 2021. 3848. [2] 譚蔚 . 設(shè)計(jì)基礎(chǔ) [M] . 天津 : 天津大學(xué)出版社 , 2021. 155160. [3] 任曉光 . 北京 : 化工原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo) , 2021. 2838. [4] 婁愛(ài)娟 , 吳志泉 , 吳敘美 .化工設(shè)計(jì) [M] . 上海 : 華東理工大學(xué)出版社 , ,324326. [5] 申迎華 , 郝小剛 . 化 工原理課程設(shè)計(jì) [M] . 北京 : 化學(xué)工業(yè)出版社 , [6] 陳敏恒 . 化工原理（第三版）上冊(cè) [M] . 北京 : 化學(xué)工業(yè)出版社 , 1999. 222235 [7] 化工容器及設(shè)備設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) [M] . 北京 : 化學(xué)工業(yè)出版社 , 2021. 468471. [8] 徐敏元 . 列管式換熱器設(shè)計(jì)的幾個(gè)問(wèn)題 [J] . 貴州化工 , 1997(04) : 3436. [9] 董其伍 , 張垚 . 換熱器 [M] . 北京 : 化學(xué)工業(yè)出版社 , 2021. 1015, 5058. 致謝 23 致 謝 在 這篇論文的完成過(guò)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(shè)計(jì)的過(guò)程中，我的指導(dǎo)老師劉 俠 給予了我精心的指導(dǎo)。在論文選題、研究方案相關(guān)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(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度及工作作風(fēng)給我們留下深刻的印象。是我們今后在工作和學(xué)習(xí)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(shí)也感謝在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)中給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)。 此致 敬禮 2021 年 5 月