【導(dǎo)讀】某生產(chǎn)過(guò)程中，需用循環(huán)冷卻水將有機(jī)料液從102℃冷卻至40℃。料液的流量為×104kg/h，循環(huán)冷卻水入口溫度為30℃，出口溫度為40℃，參考文獻(xiàn)及設(shè)計(jì)自評(píng)表、換熱器裝配圖等。（設(shè)計(jì)說(shuō)明書及圖紙均須計(jì)算機(jī)打印。在不同溫度的流體間傳遞熱能的裝置稱為熱交換器，簡(jiǎn)稱為換熱器。熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設(shè)備，又稱熱交換器。氨合成塔內(nèi)的熱交換器。

　　

【正文】 (SdBA ?????? ）（）（）（ 2ret12 8 41 7 0/1 3 0)( ??????? 221 . 6 m 7 6 4 7 6AA ?????? 該接管補(bǔ)強(qiáng)的強(qiáng)度足夠，不需另設(shè)補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)。 殼體接管開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)校核： 開(kāi)孔校核采用等面積補(bǔ)強(qiáng)法。選取 20 號(hào)熱軋?zhí)妓劁摴?12325?? 鋼管許用應(yīng)力： ? ? at Mp137?? ， 2C =1mm 接管計(jì)算壁厚： ? ? DPS ct ict ???? ???? ?? 接管有效壁厚： 9 .2 m m0 .1 512112CCSS 21ntet ?????? 開(kāi)孔直徑： 0 6 . 6 m 2 5C2dd i ?????????? ）（ 接管有效補(bǔ)強(qiáng)厚度： B=2d=2?= 接管外側(cè)有效補(bǔ)強(qiáng)高度： 6 0 .7 m m120 6 .63dSh nt1 ???? 需要補(bǔ)強(qiáng)面積： A=d? ? =? = 2mm 24 可以作為補(bǔ)強(qiáng)的面積為： 2e1 3 8 3 .2 5 m 6 .636 1 3 .2)(dBA ?????? ）（）（）（ ?? 2ret12 )(6 0 .72fStS2hA ??????? 尚需另加補(bǔ)強(qiáng)的面積為： 2214 mm029412 8 3 .73 8 3 .2 51 0 9 6 0 . 9 5AAAA ??? 補(bǔ)強(qiáng)圈厚度： 10 294dB AS 04k ????? 實(shí)際補(bǔ)強(qiáng)圈與筒體等厚： mm36Sk ? ； 則另行補(bǔ)強(qiáng)面積： 20K4 0 3 7 5)(36)d(BSA ????? 22421 1 0 9 6 0 .9 5 m 1 0 4 0 3 7 ???????? 同時(shí)計(jì)算焊縫面積 3A 后，該開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)的強(qiáng)度的足夠。 固定管板計(jì)算： 固定管板厚度設(shè)計(jì)采用 BS法。假設(shè)管板厚度 b=100mm。 總換熱管數(shù)量 n=256； 一根管壁金屬橫截面積為： 2222i20 .6m m17620254dd4a ?????? ）（）（ ?? 開(kāi)孔溫度削弱系數(shù)（雙程）： .50?? 兩管板間換熱管有效長(zhǎng)度 (除掉兩管板厚 )L 取 6850mm 計(jì)算系數(shù) K： . i2 ??? ?????? ? K= 25 接管板筒支考慮，依 K 值查《化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》化學(xué)工業(yè)出版社：圖 445， 圖 446，圖 447得： 2 . 8G 0 . 6 5 ,G, 321 ??? 管板最大應(yīng)力 : a2tsat )().( 1GPPP1 ??????? ???????????? ??? ??? 或a3tsat .)( 1GPPP1 ???????? ??????????? ??? ??? 筒體內(nèi)徑截面積： 222i mm3846507004D4A ???? ?? 管板上管孔所占的總截面積： 2220 mm1256 00254256d4 nC ????? ?? 系數(shù) 125600384650A CA ????? 系數(shù) 176. 6562CA an ??????? 殼程壓力： as ? 管程壓力 : al ? 當(dāng)量壓差： as1a 1 8 ??????? ? 管板采用 16Mn 鍛： ? ? ar Mp150?? 26 換熱管采用 10 號(hào)碳系鋼： ? ? at Mp112?? 管板管子程度校核： ? ? aar m a x Mp2 2 51 5 M p2 1 9 ????? ?? ? ? atat m a x Mp1 1 ???? ?? 管板計(jì)算厚度滿足強(qiáng)度要求。 27 九 、參 考 文 獻(xiàn) 【 1】夏清 ,陳常貴主編 . 化工原理（上冊(cè)） [M]. 天津：天津大學(xué)出版社 . 2020 【 2】董大勤 . 化工設(shè)備機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) [M]. 北 京：化學(xué)工業(yè)出版社 ,1999 【 3】 蘭州石油機(jī)械研究所 . 換熱器 [M]. 北京：烴加工出版社， 1986 【 4】《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》編寫組編 . 化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)（第三冊(cè)） .北京： 石油化學(xué)工業(yè)出版社， 1978 【 5】 刁玉瑋 ,王立業(yè)編著 . 化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)（第四版） [M]. 大連：大連理工大學(xué)出版社 . 2020 【 6】 華南理工大學(xué)化工原理教研組 . 化工過(guò)程及設(shè)備設(shè)計(jì) [M]. 廣州： 華南理工大學(xué)出版社 ， 1986 【 7】賈紹義 ,柴誠(chéng)敬主編 . 化工原理課程設(shè)計(jì) [M]. 天津：天津大學(xué)出版社 .2020 【 8】 錢頌 文主編 . 換熱器設(shè)計(jì)手冊(cè) [M]. 北京 : 化學(xué)工業(yè)出版社 . 2020 【 9】 JB/T 471592 固定管板式換熱器與基本參數(shù) 【 10】 GB 1511999 管殼式換熱器 【 11】王靜康 . 化工設(shè)計(jì) [M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版， 1998 【 12】傅啟民 . 化工設(shè)計(jì) [M]. 合肥：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社， 2020 【 13】趙慧清 ,蔡紀(jì)寧主編 . 化工制圖 [M]. 北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 2020 28 十 、課程設(shè)計(jì)心得 首先，這次課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，所要用到的知識(shí)很多 ，包括機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、機(jī)械制圖、工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)、換熱器原理與設(shè)計(jì)等方面的知識(shí)。這些知識(shí)不是機(jī)械的相加，而是需要全面的考慮和整體布局，不止一次因?yàn)榭紤]不全而要重新來(lái)過(guò)；有時(shí)會(huì)不耐煩，可想想不耐煩對(duì)我沒(méi)有任何益處，便及時(shí)的調(diào)整過(guò)來(lái)。這次設(shè)計(jì)鞏固我以前所學(xué)習(xí)的知識(shí)，讓我專業(yè)知識(shí)有了更深的認(rèn)識(shí)和理解。 其次，這次課程設(shè)計(jì)還考驗(yàn)了我們的團(tuán)隊(duì)合作精神，以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度、平和的心態(tài)。這次設(shè)計(jì)工作量大，用到的知識(shí)多，而確我們又是第一次設(shè)計(jì) ，雖然是單獨(dú)完成，但 我們經(jīng)常要進(jìn)行討論， 借閱圖書資料，從而設(shè)計(jì) 比較合理的 方案。 前幾天計(jì)算結(jié)果，設(shè)計(jì)出一個(gè)方案， 有時(shí)為了一個(gè)數(shù)據(jù)查找了好幾本書，還是找不到結(jié)果的時(shí)候，是挺納悶的，很容易讓人想放棄。但有目標(biāo)在，或繼續(xù)請(qǐng)教其他同學(xué)，或繼續(xù)尋找；努力終會(huì)結(jié)果，這結(jié)果就是對(duì)努力的獎(jiǎng)勵(lì)。在辛苦的同時(shí)，享受著辛苦帶來(lái)收獲的喜悅。 后面一個(gè)禮拜主要就是畫圖，畫圖那幾天，每天都得畫上一整天，確實(shí)很辛苦，有時(shí)感覺(jué)腰都彎不下來(lái) 。 但是看著自己的成果，就特別欣慰。 通過(guò)本次設(shè)計(jì)，我學(xué)會(huì)了如何根據(jù)工藝過(guò)程的條件查找相關(guān)資料，并從各種資料中篩選出較適合的資料，根據(jù)資料確定主要工藝流程，主要設(shè) 備，及計(jì)算出主要設(shè)備及輔助設(shè)備的各項(xiàng)參數(shù)及數(shù)據(jù)。了解到了工藝設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程中要進(jìn)行工藝參數(shù)的計(jì)算。通過(guò)設(shè)計(jì)不但鞏固了對(duì)主體設(shè)備圖的了解，還學(xué)習(xí)到了工藝流程圖的制法。通過(guò)本次設(shè)計(jì)不但熟悉了化工原理課程設(shè)計(jì)的流程，加深了對(duì)冷卻器設(shè)備的了解，而且學(xué)會(huì)了更深入的利用圖書館及網(wǎng)上資源，對(duì)前面所學(xué)課程有了更深的了解。但由于本課程設(shè)計(jì)屬我第一次設(shè)計(jì)，而且時(shí)間比較短，查閱的文獻(xiàn)有限，本課程設(shè)計(jì)還有較多地方不夠完善，不能夠進(jìn)行有效可靠的計(jì)算。 在此，感謝學(xué)院給我們提供了這么一個(gè)學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，讓我們把所學(xué)的知識(shí)得以運(yùn)用 ， 讓我明白什么 是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。 29 ? 十一 、主要符號(hào)說(shuō)明 P—— 壓力， Pa ； Q—— 傳熱速率， W； R—— 熱阻，㎡ K/W； Re—— 雷諾準(zhǔn)數(shù)； S—— 傳熱面積，㎡； t—— 冷流體溫度，℃； T—— 熱流體溫度，℃； u—— 流速， m/s； mq —— 質(zhì)量流速，㎏ /h； h —— 表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) W/(㎡ K)； ? —— 有限差值； ? —— 導(dǎo)熱系數(shù)， W/(m K)； ? —— 粘度， Pa s； ? —— 密度，㎏ /m3； ? —— 校正系數(shù)。 r—— 轉(zhuǎn)速， n/(r/min) H—— 揚(yáng)程， m rNPSH)( —— 必須汽蝕余量， m A—— 實(shí)際傳熱面積， 2m Pr—— 普郎特系數(shù) NB—— 板數(shù)，塊 K—— 總傳熱系數(shù)， W/(㎡ K) vq —— 體積流量 Nt—— 管數(shù)，根 Np—— 管程數(shù) l —— 管長(zhǎng)， m KC—— 傳熱系數(shù)， W/(m K) △ tm—— 平均傳熱溫差，℃