【正文】 39。 管板計算 符號說明： dA —— 在布管區(qū)范圍內(nèi)，因設(shè)置隔板槽和拉桿結(jié)構(gòu)的需要，而未能被換熱管支承的面積， 2mm ，對正方形排列， 39。 這是因為強度焊加工簡單、焊接結(jié)構(gòu)強度高，抗拉脫力強，在高溫高壓下也能保證連接處的密封性能和抗拉脫能力。 強度脹接主要適用于設(shè)計壓力小≤ ；設(shè)計溫度≤ 300℃；操作中無劇烈振動、無過大的溫度波動及 無明顯應(yīng)力腐蝕等場合。 管箱 作用是把從管道輸送來的流體均勻地分布到換熱管和把管內(nèi)流體匯集在一起送出換熱器，在多管程換熱器中管箱還起改變流體流向的作用。拉桿中心至折流板缺邊的距離應(yīng)盡量控制在換熱管中心距的（ ～ ） 3 范圍內(nèi)。 在此，選擇正方形排列，主要是 考慮 這種排列便于進(jìn)行機械清洗。22 mm? 39。1 2 3 31 14 5. 3 16 17 6. 3he h h hA A A A m m A? ? ? ? ? ? ? ? 由此可知已經(jīng)達(dá)到了補強的目的。2 1 2 222 ( ) 2 ( )2 12. 6 ( 6 35 ) 88 0h e t t r h e t r hA h f h C fmm? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ??； ③接管區(qū)焊縫面積（焊腳取為 4mm）： 39。 39。 2 . 5 1 6 0 . 2 3 52 8 6 1 2 . 52 cit t d mm? ? ? ?? ? ?? ? ?? ? ?； 接管多余金屬面積 2A ： 39。 39。 39。2 0h mm? 39。 6et mm? ? 39。 8 2 6 。39。1h 為： 39。39。 39。 8 2 6et nt C m m??? ? ? ? ?； 開孔所需補強面積： 39。 開孔所需補強面積 其開孔直徑 39。 mm? ? 28 度為 6mm，即 39。he hn C mm??? ? ? ? ? 則多余的金屬面積 1A 為： 1 ( ) ( ) 2 ( ) ( 1 )( 308 154) ( 8 ) 2 6 ( 8 ) ( 1 )296h h h he h e t he h r hA B d fmm? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ??； ②接管多余金屬面積： 接管計算厚度： ? ? 2 . 5 1 5 0 2 . 22 8 6 1 2 . 52 cit t d mm? ? ? ?? ? ?? ? ?? ? ?； 接管多余金屬面積 2A ： 2 1 2 222 ( ) 2 ( )2 35. 1 ( 6 ) 88 0h h e t t r h h e t r hA h f h C fmm? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ??； ③接管區(qū)焊縫面積（焊腳取為 6mm）： 3 12 6 6 3 62hA m m? ? ? ? ?； ④有效補強面積： 1 2 3 2 8 5 .5 1 7 8 .2 3 6 5 1 0 .2he h h hA A A A m m? ? ? ? ? ? ?； 另需補強面積 24 1 2 3( ) 95 1. 2 51 0. 2 44 1h h h h hA A A A A m m? ? ? ? ? ? ? 擬采用補強圈補強 根據(jù)接管公稱直徑 DN150，參照 JB/T47362021 補強圈標(biāo)準(zhǔn)選取補強圈的外徑 2 300D mm? ，內(nèi)徑 1 164D mm? （選用 E型坡口）。 ? ? 39。 補強圈的厚度為： 39。 24 ②開孔直 徑 2 1 5 0 2 2 1 5 4 3 0 02 ii Dd d C m m m m? ? ? ? ? ? ? ?， 滿足等面積法開孔補強計算的適用條件，故可用等面積法進(jìn)行開孔補強計算。開孔之后，出削弱器壁的強度外，在殼體和接管的連接處，因結(jié)構(gòu)的連接性被破壞，會產(chǎn)生很高的局部應(yīng)力，會給換熱器的安全操作帶來隱患。 mm? ? 39。39。 23 選 用 標(biāo) 準(zhǔn) 橢 圓 形 封 頭 ，故 1?? ， 且 同 上120。 2C C mm??，則封頭計算厚度為： ? ? 1 2 . 5 6 0 0 6 . 0 32 1 2 5 1 0 . 5 2 . 52 0 . 5cih t cD mm? ? ?? ??? ? ?? ? ? ?? ? ?； 設(shè)計厚度 2 2 h h C m m??? ? ? ? ?； 名義厚度 1 8 .0 3 0 1 0n h d h C m m??? ? ? ? ? ? ?（ 為向上圓整量）； 經(jīng)檢查， ??t? 沒有變化，故合適 1?? 120。 2C C mm?? ?? mm? ? 22 名義厚度 1 0 10nd C m m??? ? ? ? ? ? ?（其中 為向上圓整量）； 查其最小厚度為 8mm，則此時厚度滿足要求，且經(jīng)檢查， ??t?沒有變化，故合適。 16MnR 是低碳低合金鋼，具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能和制造工藝性能，其強度、韌性、耐腐蝕性、低溫和高溫性能均優(yōu)于相同含碳量的碳素鋼 ，同時 采用低合金鋼可以減少容器的厚度，減輕重量，節(jié)約鋼材。 ? ? ? 200st ? ℃ 到此換熱器的工藝計算告一段落，其中工藝計算的主要目的是計算出其換熱面積，選出相應(yīng)的換熱器型式，因此，接下來應(yīng)該是進(jìn)行換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計以及強度計算?！?/w； ,mmTt—— 分別為熱、冷流體的的平均溫度，℃； ,ioTT—— 分別為熱流體的進(jìn)、出口溫度，℃； ,iott—— 分別為冷流體的進(jìn)、出口溫度，℃； mt —— 流體的有效平均溫差，℃； ? —— 以換熱管外表面積為基準(zhǔn)計算的給熱系數(shù)， W/（ m178。 換熱器 壁溫計算 換熱管壁溫 t 計算 符號說明： ? —— 以換熱管外表面積為基準(zhǔn)計算的總傳熱系數(shù)， W/（ m178。 其中： 2( ) ( 1. 19 )0. 3 ( 0. 6 1. 19 18 8 0. 02 5 )o b i c o b i t oA l D n d l D N dm? ? ? ?? ? ? ??； 因此 6 . 4 4 0 . 1 2 1 /9 1 8 0 . 0 5 7 8ho homu m sA?? ? ??； 0. 22 48 00 24of ?? ? ?； 1 .1 9 1 .1 9 1 8 8 1 6 .3ctnN? ? ? ?； 0 .1 6 0 .11 1 1 8 .60 .3b blN l??? ? ? ? ?，取整為 19。 其中： 239。39。盡管管束為直管，但流動卻變得復(fù)雜化。 管程壓力降 ip 管程壓力降有三部分組成，可按下式進(jìn)行計算： ()i L r t p s n sp p p F N N p N? ? ? 其中： Lp —— 流體流過直管因摩擦阻力引起的壓力降，Pa； rp —— 流體流經(jīng)回彎管中因摩擦阻 力引起的壓力降， Pa； np —— 流體流經(jīng)管箱進(jìn)出口的壓力降， Pa； tF —— 結(jié)構(gòu)校正因數(shù)，無因次，對 25 ?? 的管子，取為 ；對 19 2mm?? 的管子，取為 ； pN —— 管程數(shù)； sN —— 串聯(lián)的殼程數(shù)。 K ?估 ? ? ?? ℃ ? 39。20 3 3 3 2 . 1 2 1 6 . 21 9 1 . 6 7 8 . 6mQAmKt? ? ??； 校核： 39。 校核平均溫差 與平均溫差有關(guān)參數(shù)的計算如下： 3 0 0 1 0 0 6 . 2 5 。 20 . 0 2 50 . 3 0 . 6 (1 ) 0 . 0 3 9 30 . 0 3 2SAm? ? ? ? ?； 6 . 4 4 0 . 1 7 8 /9 1 8 0 . 0 3 9 3hohsmu m sA?? ? ??； 當(dāng)換熱管 呈正方形排列時，其當(dāng)量直徑 ed 為2 21 . 2 7 1 . 2 7 0 . 0 3 2 0 . 0 2 5 0 . 0 2 70 . 0 2 5teoo pddd ?? ? ? ? ?； 同時： 30 .0 2 7 0 .1 7 8 9 1 8R e 4 8 0 00 .9 2 1 0e o oodu ?? ???? ? ??； 332 .5 8 7 1 0 0 .9 2 1 0Pr 2 0 .90 .1 1 4pooc ???? ? ?? ? ?； 故可用 Kern 法求 o? ，即： 0. 55 1 / 3 0. 140. 55 1 / 3 R e P r ( / ) 4800 W / m Koo i wed?? ? ??? ? ? ? ?? ； i? 與 o? 都已經(jīng)算出，而 2 0 2 5 2 2 . 522iom ddd m m? ?? ? ?， mm? ， 320 .5 2 1 0 m /si soR R K W?? ? ?，同時查鋼管壁熱導(dǎo)率為 46. 9 /w W m K? ? ，則有 600iD mm? 25od mm? 32tp mm? ? /ou m s? ? Re 4800? Pr ? ? ? W/（㎡﹒ K） mm? mm? 10siR ???m2178。 928 775ii??? ? ? ? ?W/（㎡﹒ K） ； 殼程流體傳熱膜系數(shù) Oα ： 其計算過程如下： 換熱器內(nèi)需裝弓形折流板，根據(jù) GB1511999 可知，折流板最小的間距一般不小于圓筒內(nèi)直徑的 1/5，且不小于50mm ，故根據(jù)浮頭式換熱器折流板間距的系列標(biāo)準(zhǔn)，可取折流板間距 300bl mm? 。 先計算校正系數(shù) ? ： 551 . 8 1 . 86 1 0 6 1 01 1 0 .8 3 5R e 4 4 1 3??? ? ? ? ? ?； 而湍流情況下的 39。 所選 浮頭式 換熱器的規(guī)格參 數(shù)以及其工藝 計算常用 參數(shù)可參考表 23 與表 24（附第二章后） 。 3 3 3 2 . 1 1 0 2 0 2 . 51 8 0 9 1 . 4mQAmKt ?? ? ??估； 考慮到所用傳熱計算式的準(zhǔn)確程度及其他未可預(yù)料的因素，應(yīng)使所選用的換熱器具有換熱面積 0A 留有裕度 ? = ? 1231199ootCtC?? 39。 2121199 31 lnln 31mttt tt? ?? ? ?℃ 。其中 1t 為較小的溫度差， 2t 為較大的溫度差。 理論上， cQ = hQ ，實際上由于熱量損失， cQ ≠ hQ ，通常熱負(fù)荷應(yīng)該取 max（ cQ ， hQ ）。這是因為：被冷卻的流體走殼程可便于散熱，而傳熱系數(shù)大的流體應(yīng)走管程，這樣可 降低管壁的溫差，減少熱應(yīng)力，同時對于浮頭式換熱器，一般是將易結(jié)垢流體流經(jīng)管程。 k 導(dǎo)熱系數(shù)W/（ m178。 C） 出口溫度（176。 管殼式換熱器的應(yīng)用已經(jīng)有悠久的歷史，而且管殼式換熱器被當(dāng)作一中傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)的換熱設(shè)備在很多工業(yè)部門中大量使用 。 （ 2） T 形翅片管：用于管外沸騰時，可有效降低物料泡核點，沸騰給熱系數(shù)提高 ～ 倍，是蒸發(fā)器、重沸器的理想用管。物流通過這種結(jié)構(gòu)換熱器時存在明顯的徑向變化，故不適用于有高熱效率要求的場合。 8 管殼式換熱器特殊結(jié)構(gòu) 包括有雙殼程結(jié)構(gòu)、螺旋折流板、雙管板等特殊結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)將使換熱器擁有更高的工作效率。管束一端與殼體之間用填料密封，管束的 另一端管板與浮頭式 換熱器同樣夾持在管箱法蘭和殼體法蘭之間，用螺栓連接。管程流體（ B 流體）從管箱進(jìn)口管流入，通過內(nèi)插管到達(dá)外套管的底部，然后返回，通過內(nèi)插管和外套管之間的環(huán)形空間，最后從管箱出口管流出。因為管束與殼體是分離的，在受熱膨脹時，彼此間不受約束，故消除了溫差應(yīng)力。浮頭部分是由浮頭管板，鉤圈與浮頭端蓋組成的可拆聯(lián)接， 因此可以容易抽出管束，故管內(nèi)管外都能進(jìn)行清洗，也便于檢修。如果管子發(fā)生泄漏或損壞，也便于 進(jìn)行堵管或換管，但無法在管子的外表面進(jìn)行機械清洗，且難以檢查，不適宜處理臟的或有腐蝕性的介質(zhì)。根據(jù)所采用的補償措施，管殼式換熱器可以分為以下幾種主要類型： （ 1） 固定管板式換熱器： 其結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。 這種換熱器的結(jié)構(gòu)不算復(fù)雜，造價不高，可選用多種結(jié)構(gòu)材料，管內(nèi)清洗