【導(dǎo)讀】師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加。而使用過的材料。均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文。不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。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。全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位。印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。別是℃、38℃，丁二烯的質(zhì)量流量是17000Kg/h。翻譯相關(guān)的英文文獻(xiàn)1篇，中文字?jǐn)?shù)應(yīng)不低于3000字。換熱器的裝配圖、部件圖及零件圖合計(jì)不少于3張A0圖。

　　

【正文】 00D mm? 折流板是 1/4圓弧，如下圖所示 圖 32（ a） 螺旋折流板的 輪廓圖 下面對折流板進(jìn)行分析，下圖是折流板的在換熱器中軸向的投影： 圖 32（ b） 螺旋折流板的投影圖 圖 33 螺旋折流板的簡略空間圖 從上面兩個(gè)圖中可以計(jì)算出扇形折流板的邊長 L? 以及弧度 ? 邊長 39。L AM MC? ??,折流板投影上的半徑為 R， R=AB=BC 在直角 MBC? 中， 2 2 2MC MB BC?? 39。 22 2 2A A A C tg R tgMB ??? ? ? 2 2 22 2 2122R tg tgM C R R????? ? ? ????? 那么，折流板邊長為 2ta n12L M C R?? ? ? 這里設(shè)定，螺旋折流板的安裝高度取 15度，即 15?? ，由于殼體內(nèi)徑為 2600mm，可以取R=1295mm。 那么邊長 22t a n t a n 1 51 1 1 2 9 5 1 3 1 8L M C R m m? ?? ? ? ? ? ? ? 計(jì)算夾角 ? ：在直角 39。AAC? 中 39。 2cos cosAC RAC ???? 在 39。AMC? 中 ， 有 ： 39。 39。 2 2 39。2 c o s 2 ( 1 c o s )A C A M M C A M M C L??? ? ? ? ? 故有： 39。222 21 c os 2 c os 1ACL? ?? ? ? ? 則 22co s 1 co s 1? ??? ? 2 2c o s 1 c o s 1ar? ?????????? 2 2a r c c o s (1 ) 9 8 . 2c o s 3 0 1? ? ? ?? 安裝距離 22l M B M C B C? ? ? ? 2 2 2 21 3 1 8 1 2 9 5 3 6 0L R m m?? ? ? ? ? 那么折流板的板數(shù) 9000 24360Ln l? ?? ? ? 即所需要的折流板的數(shù)量為 24個(gè)。 圖 34 螺旋折流板的實(shí)物圖 （ 1） 殼程流體進(jìn)出口接管：取接管內(nèi)的丁二烯流速為 /u m s? ，則接管內(nèi)徑為 117000443 6 0 0 6 7 6 773 . 1 4 1 . 5t Vd m mu ? ?? ? ??π 取標(biāo)準(zhǔn)管徑為 89mm （ 2） 管程流體進(jìn)出口接管，取接管內(nèi)循環(huán)水流速 2/u m s? ，則接管內(nèi)徑為 1391706443 6 0 0 1 0 0 0 2633 . 1 4 2s Vd m m? ?? ? ??π u 取標(biāo)準(zhǔn)管徑為 300mm。 對螺旋式折流板，可以采用克恩公式 10 . 5 5 0 . 1 400 300 . 3 6 P r ( )te ewRd??? ?? 當(dāng)量直徑，已知列管排列為正三角形排列，所以 2 2 2 200334 ( ) 4 ( 0 . 0 3 2 0 . 0 2 5 )2 4 2 4 0 . 0 2 03 . 1 4 0 . 0 2 5etddmd? ? ?? ? ??π ππ 殼程流通截面積 200 2 . 6 0 . 0 2 5( 1 ) 0 . 9 8 ( 1 ) 0 . 2 7 8 52 2 0 . 0 3 2dDS B mt? ? ? ? ? ? ? 殼程流體流速及其雷洛數(shù)分別為 0170003 6 0 0 6 7 6 0 . 0 2 5 /0 . 2 7 8 5u m s??? . 00 40 . 0 2 0 . 0 2 5 6 7 6 338010etetduR ?? ???? ? ? 普蘭特準(zhǔn)數(shù) 346 . 2 3 1 0 1 0 1 . 4 70 . 4 2 3ttr tcP ?????? ? ? 粘度校正 ( ) 1w?? ? 殼程 對流傳熱系數(shù) 10. 55 3380 / ( ) Wm? ? ? ? ? ? ?℃ 0 . 8 0 . 40 . 0 2 3 P rssei Rd?? ? 管程流通截面積 2 2 241580 . 7 8 5 0 . 0 2 0 . 2 1 7 646sipNS d mN? ? ? ? ?π 管程流體流速 391706360 0 100 0 /swu m sS ?? ? ? 40 . 0 2 0 . 5 1 0 0 0 153096 . 5 3 2 1 0i s se sduR ?? ???? ? ?? 普蘭特準(zhǔn)數(shù) 344 . 1 9 1 0 6 . 5 3 2 1 0 4 . 3 70 . 6 2 6ssr scP ???? ? ?? ? ? 那么管程對流傳熱系數(shù) 0 . 8 0 . 4 20 . 6 2 60 . 0 2 3 1 5 3 0 9 4 . 3 7 2 8 9 4 / ( )0 . 0 2s Wm? ? ? ? ? ? ?℃ K 0 0 0021110 .0 2 5 0 .0 2 5 0 .0 0 2 5 0 .0 2 5 10 .0 0 0 3 4 4 0 .0 0 0 1 7 22 8 9 4 0 .0 2 0 0 .0 2 0 4 5 0 .0 2 2 5 7 5 5 .64 1 3 .4 / ( )s s it S i i mKd d b dRRd d dWm? ? ??? ? ? ? ????? ? ? ? ????? ℃ S 21 8 2 3 . 6 2 3 2 1 . 64 1 3 . 4 1 . 9 6mQSmKt? ? ??? 該換熱器的實(shí)際傳熱面積 pS 20 ( ) 3 . 1 4 0 . 0 2 5 9 ( 4 1 5 8 7 7 ) 2 8 8 3 . 2pcS d L N n m? ? ? ? ? ? ? ?π 該換熱器的面積裕度為 28 83 .2 23 21 .610 0% 10 0% 24 .2%23 21 .6pSSH S? ?? ? ? ? ? 傳熱面積裕度合適，該換熱器能夠完成生產(chǎn)任務(wù)。 12()I t s pP P P F N N? ? ? ? ?? 已知 1 , 6 , 1 . 4 ( 1 . 4 )s p t tN N F F?? ? ? ? ?管 程 結(jié) 垢 校 正 系 數(shù) ， 對 于 2 5 2 . 5 ， 2212,i l u uPPd ????? ? ? ? 由 15309,eR ? 傳 熱 管相對粗糙度為 ? ，查莫狄圖得，如下圖 圖 35 莫狄圖 由圖可知：摩擦系數(shù) / ( )i Wm? ??℃ 又知 30 .5 / , 1 0 0 0 /su m s kg m???，則 21229 1 0 0 0 0 . 50 . 0 3 5 1 9 6 8 . 80 . 0 2 21 0 0 0 0 . 53 3 7 52( 1 9 6 8 . 8 3 7 5 ) 1 . 4 2 6 . 6 5 6 1 0aai a aPPPPP K P K P?? ? ? ? ??? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? 管程流動(dòng)阻力在允許范圍之內(nèi)。 39。39。0 1 2() tsP P P F N? ? ? ? ?? 已知 1 , 1 . 1 5 ( 1 . 1 5 1 . 0 )stNF?? 殼 程 結(jié) 垢 校 正 系 數(shù) ， 液 體 為 ， 氣 體 為 流體流經(jīng)管束的阻力 239。 010 ( 1 ) 2cB uP F f n N ?? ? ? 0 . 2 2 8 0 . 2 2 800 . 5 ( ) 5 . 0 5 . 0 3 3 8 0 0 . 7 8 4eFR ??? ? ? ? ?列 管 排 列 為 正 三 角 形 ， f（殼程流體的摩擦系數(shù)） 又知 077 , 37 , 0. 02 5 /cBn N u m s? ? ?，則 239。1 676 77 ( 37 1 ) aPP ?? ? ? ? ? ? ? ? 流體流過折流板缺口的阻力 239。 02 2( 3 .5 ) 2B uBPN D ?? ? ? 已知 0 .9 8 , 2 .6B m D m??， 則 239。2 2 676 ( ) 2 aPP??? ? ? ? ? ? 總阻力 0 2 4 2 . 3 1 6 . 8 2 5 9 . 1 1 0aaP P k P? ? ? ? ?? 殼程流動(dòng)阻力較為合適。 換熱器主要結(jié)構(gòu)尺寸和計(jì)算結(jié)果見表格 31 表 32 換熱器主要結(jié)構(gòu)尺寸和計(jì)算結(jié)果 換熱器型式：固定管板式（不帶膨脹節(jié)） 換熱面積（ 2m ）： 工藝參數(shù) 名稱 管程 殼程 物料名稱 水 丁二烯 操作壓力， MPa 操作溫度，℃ (進(jìn) /出 ) 38/34 流量， kg/h 391706 17000 流體密度 , 3/kgm 1000 676 流速， m/s 傳熱量， kJ/h 總傳熱系數(shù)， 2/( )W m K? 對流傳熱系數(shù)， 2/( )W m K? 2894 污垢系數(shù)， 2 /mW?℃ 0． 000344 0． 000172 阻力降， Pa 6656 259 程數(shù) 1 6 推薦使用材料 碳鋼 碳鋼 管子規(guī)格φ 25 ；管數(shù)： 4158；管長： 9000mm 管間距： 32mm。排列方式：正三角形 折流板形式：螺旋折流板，扇形折流板，間距 B= 殼體內(nèi)徑： 2600mm 4 螺旋折流板式換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在換熱器的設(shè)計(jì)中，當(dāng)完成了換熱器的熱力計(jì)算后 ，就可以進(jìn)行換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。有時(shí)在熱力設(shè)計(jì)計(jì)算中也以部分確定了結(jié)構(gòu)尺寸，此時(shí)結(jié)構(gòu)計(jì)算除應(yīng)進(jìn)一步確定那些尚未確定的尺寸外，還應(yīng)對那些以確定的尺寸作某種校核。 管殼式換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，必須考慮許多因素，如材料、壓力、溫度、壁溫查、結(jié)垢情況、流體的性質(zhì)以及檢修與清理等來選擇一些合適的結(jié)垢型式。 對同一種型式的換熱器，由于各種條件不同，往往采用的結(jié)構(gòu)亦不同。在工程設(shè)計(jì)中，除盡量選用定型系列產(chǎn)品外，也常按其特定的條件進(jìn)行設(shè)計(jì)，以滿足工藝上的需要。 筒體 筒體的公稱直徑 管殼式換熱器的殼體一 般是用管材或者是板材卷制而成，如何選定要看選擇換熱器的直徑的大小，通常情況下， 公稱直徑 DN400mm 時(shí)，一般采用管材作為殼體或管箱殼體，相反當(dāng)公稱直徑 DN400mm 時(shí)，通常使用板材卷制而成。 卷制圓筒的公稱直徑以 400mm 為基數(shù)，以 100mm 為進(jìn)級檔； 公稱直徑 DN 2600mm 的圓筒，可用板材卷制制作。 結(jié)論：初定筒體公稱直徑 DN2600mm。 筒體的厚度 筒體的厚度應(yīng)按 GB 1501998 第 5章計(jì)算，但碳素鋼和低合金鋼圓筒的最 小厚度應(yīng)不小于表 2 的規(guī)定，高合 金鋼圓筒的最小厚度應(yīng)不小于表 2 規(guī)定。 表 41 圓筒的最小厚度 公稱直徑 400~? 700 700~?1000 700~?1000 1000~? 1500 1500~? 20xx 20xx~? 26000 浮頭式、U形管式 8 10 12 10 14 16 固定管板式 6 8 10 12 12 14 結(jié)論：筒體的最小厚度為 14mm。（表中數(shù)據(jù)包括厚度附加量 2C =1mm） 最終查的《換熱器設(shè)計(jì)手冊 錢頌文》得到筒體的厚度為 16mm。 封頭與管箱 封頭選型 選擇使用橢圓形封頭，尺寸和厚度按照 JB/T473795 選取。 圖 41 橢圓形封頭的尺寸和厚度表格 由上圖可以知道，其公稱直徑 2600DN mm? ，曲面高度 1 650h mm? ，直邊高度2 40h mm? ，名義厚度 16n mm? ? ，內(nèi)表面積 ? ，容積 ? ，質(zhì)量 kg? 圖 42 兩種不同類型的橢圓形封頭 封頭厚度計(jì)算與校核 封頭選標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭、材料選 MnR16 查 150GB 表 41 ? ? Mpa170200 ?? 設(shè)計(jì)壓力 Mpa? 計(jì)算厚度：? ? 0 . 5 2 6 0 0 4 . 5 12 1 7 0 0 . 8 5 0 . 52 tP D i mmP? ?? ?? ? ?? ? ?? 設(shè)計(jì)厚度： 2 2 C m m??? ? ? ? ? （ 2C 為 腐 蝕 余 量 ） 負(fù)偏差 1C 取 1 6 .5 1 0 .3 6 .