【正文】 在我們共同的努力中我感受到了團隊的合作力量，團隊的溫暖，我想我們每個人都會為我們共同努力的汗水所驕傲和自豪。同時，在這次課程設(shè)計中我還發(fā)現(xiàn)了我的很多缺點和不足。首先，課程設(shè)計鍛煉了我的信息搜集能力和信息處理能力。直列管束，管束排數(shù)=10，特性尺寸：管外徑，流速取通道最狹窄處。特性尺寸；定性溫度：流體進出口溫度的算術(shù)平均值（取壁溫）圓直管內(nèi)滯留管徑較小，流體與壁面溫度差較小，值較大；。 （1）殼程傳熱系數(shù)對圓缺形折流板,可采用克恩公式當量直徑,由三角形排列得殼程流通截面積殼程流體流速及其雷諾數(shù)分別為普蘭特準數(shù)粘度校正W/(m?))（2）管程對流傳熱系數(shù)管程流通截面積管程流體流速及其雷諾數(shù)分別為普蘭特準數(shù)（3）總傳熱系數(shù) K （4）傳熱面積 S 該換熱器的實際傳熱面積SP該換熱器的面積裕度為傳熱面積裕度合適,該換熱器能夠完成生產(chǎn)任務(wù)（1）管程流動阻力計算 NS,=1,NP =2,Ft= , 由Re=21751，傳熱管相對粗糙度，查圖——摩擦系數(shù)與雷諾準數(shù)及相對粗糙度的關(guān)系得，流速，所以管程流動阻力在允許范圍之內(nèi)?，F(xiàn)取傳熱管長，則該換熱器管程程數(shù)為傳熱管總根數(shù)平均傳熱溫差校正系數(shù) 按單殼程, 2管程結(jié)構(gòu),溫差校正系數(shù)應(yīng)查有關(guān)表但R=，因而相應(yīng)以1/R代替R，PR代替P查同一圖線，可得 平均傳熱溫差采用組合排列法,即每程內(nèi)均按正三角排列,則橫過管束中心線的管數(shù)采用多管程結(jié)構(gòu),取管板利用率,則殼體內(nèi)徑為可取D=421mm．折流板的選擇采用弓形折流板,取弓形折流板圓缺高度為殼體內(nèi)徑的25%,則切去的圓缺高度為，故取h=106mm取折流板間距則。：可取流體進口溫度的平均值。第4章 換熱器的工藝計算兩流體溫度變化情況：熱流體（苯）進口溫度80℃，出口溫度30℃；冷流體（循環(huán)水）進口溫度25℃，出口溫度43℃。當需加大流體通道時，可在擋板上開些圓孔以加大流體通過的截面。當加熱蒸汽后高速流體流入殼程時，對換熱管會造成很大的沖刷，所以常將殼程接管在入口處加以擴大，及將接管做成喇叭形，以起緩沖作用。這樣可提高介質(zhì)流速，增強傳熱。2）管箱殼徑較大的換熱器大多采用管箱結(jié)構(gòu)。表310 最大間距管子外徑19253857L1500180025003400換熱器管內(nèi)流體進出口的空間為管箱，管箱結(jié)構(gòu)應(yīng)便于拆裝，以利于管子的清洗、檢修。但當工藝上無折流板的要求，例如冷凝器，而管子比較細長時，應(yīng)考慮有一定數(shù)量的支承板以便于安裝和防止管子變形過大。拉桿式一根兩端皆帶有螺紋的長桿，一段擰入管板，折流板就穿在拉桿上，個班之間則以套在拉桿上的定距管來保持板間距離，最后一塊折流板可用螺母擰在拉桿上予以固定。2）假管為減少管程分程所引起的中間穿流的影響，可設(shè)置假管。也有在管束兩端放置導(dǎo)流筒，不僅其防沖板的作用，還可以改善兩端流體的分布，提高傳熱效率。但間隙過小，會給制造安裝帶來困難增加設(shè)備成本；間隙過大，有會造成流經(jīng)此處短路的殼程流體量增多，降低傳熱效率。推薦折流板間距的最小值為殼內(nèi)徑的1/5，最大值決定于支持管所必需的最大間距，規(guī)定不得大于殼內(nèi)徑。圖32 折流板型式（a）水平圓缺 （b）垂直圓缺 （c）環(huán)盤型（二）折流板間隔折流板與支撐板一般均借助于長拉桿利用焊接或定距管來保持板件的距離。采用雙弓形折流板可消除此弊病，因流體分兩股流動，不僅減少了死區(qū)，還有利于減輕流體誘發(fā)的振動。在有些冷凝器中需要保留一定量的過冷凝液以保證泵的吸入壓頭，此時可采用帶堰的折流板。弓形折流板中以單弓形用的最多。1）圓缺形（或稱弓形）折流板圓缺形（或稱弓形）折流板是常見的折流板，有水平圓缺和垂直圓缺兩種排列方式。（一）折流板分類及特點折流板可分為橫向折流板和縱向折流板兩種。正三角形排列：2管程 4管程 正方形排列：2管程 4管程 殼體內(nèi)徑D的計算值最終應(yīng)圓整到標準值。為降低殼程壓降，可采用分流或錯流等型式。殼體材料根據(jù)工作溫度選擇，有防腐要求時，大多考慮使用復(fù)合金屬板。由于各種換熱器的工藝性能、使用的場合不同，殼程內(nèi)對各種元件的設(shè)置形式亦不同，以此來滿足設(shè)計的要求。當管子與管板采用脹接時，應(yīng)考慮脹管時對管板的剛性要求，管板的最小厚度（不包括腐蝕余量），按表35規(guī)定，包括厚度附加量在內(nèi)建議不小于。7）其他，當管板厚度較大，管板上下兩平面存在溫差，則產(chǎn)生附加熱應(yīng)力。5）管壁和殼壁的溫差所引起的熱應(yīng)力。類似于圓平板，管板邊界條件不同，管板應(yīng)力狀態(tài)是不一樣的。由于管孔的存在，削弱了管板的強度和剛度，同時在管孔邊緣產(chǎn)生高峰應(yīng)力。管板與許多換熱管剛性地固定在一起，因此，管束起著支承的作用，阻礙著管板的變形。目前已得到較廣泛的應(yīng)用。其缺點是焊接造成的殘余熱應(yīng)力與應(yīng)力集中，在設(shè)備運行時可能引起應(yīng)力腐蝕和疲勞破壞。脹接法結(jié)構(gòu)簡單，管子的更換及修補方便，多用于壓力低于和溫度低于的場合。在管殼式換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，管子與管板的連接是否緊密十分重要。當流體有腐蝕性時，管板應(yīng)采用耐腐蝕材料，工程上多采用軋制成的復(fù)合不銹鋼板，或在碳鋼表面堆焊一層厚度不小于5mm的覆蓋層。本設(shè)計采用碳鋼型材。此外還有一些非金屬材料，如石墨、陶瓷、聚四氯乙烯等亦有采用。如果管心距不同于上表數(shù)值時，偏轉(zhuǎn)角應(yīng)按下列公式計算：此時，如管板上帶有排液孔或排氣孔，應(yīng)注意其位置。其值見表34表34 軸線偏轉(zhuǎn)角度管子外徑19253857管心距25324870偏轉(zhuǎn)角 8176。177。177。177。對于直徑小的管子，的數(shù)值應(yīng)大些。管板上兩管子中心的距離稱為管心距，管心距的決定要考慮管板的強度和清洗管子外表時所需的空隙，它與管子在管板上的固定方法有關(guān)。例如在多管程換熱器中，每一程中都采用三角形排列法，而在各程之間，為了便于安排隔板，則采用正方形排列法。同心圓排列用于小殼徑換熱器，外圓管布管均勻，結(jié)構(gòu)更為緊湊。當殼程流體是不污性質(zhì)介質(zhì)時，采用等邊三角形排列法。常用換熱管規(guī)格有、（1Cr18Ni9Ti）、(碳鋼 10)。H型與G型相似，只是進出口接管與縱向隔板均多一倍，故稱之為雙分流殼體。但程數(shù)不宜太多，否則隔板本身占去相當大的布管面積，且在殼程中形成旁路，影響傳熱。在換熱器的一端或兩端的管箱中安置一定數(shù)量的隔板，一般每程中管數(shù)大致相等。本次設(shè)計采用碳鋼材料的換熱器即可。一般換熱器常用的材料，有碳鋼和不銹鋼。當然，最后還要考慮材料的經(jīng)濟合理性。工藝流體的進出口溫度是由工藝條件決定，加熱劑或冷卻劑的進口溫度也是確定的，但其出口的溫度是由設(shè)計者選定的。 常用的冷卻劑水和空氣是最常用的冷卻劑，它們可以直接取自大自然，不必特別加工。但飽和水蒸氣溫度超過180，必須用很高壓強，但溫度升高不大，而且設(shè)備強度也相應(yīng)增高，一般只用于加熱溫度在180以下的情況。表21 換熱器常用流速的范圍 介質(zhì)流速循環(huán)水新鮮水一般液體易結(jié)垢液體低粘度液體高粘度液體氣體管程流速，殼程流速，表22 列管式換熱器易燃、易爆液體和氣體允許的安全流速液體名稱乙醚、二硫化碳、苯甲醇、乙醇、汽油丙酮氫氣安全流速，、冷卻劑的選擇用換熱器解決物料的加熱冷卻時，還要考慮加熱劑（熱源）和冷卻劑（冷源）的選用問題。所以，此次方案設(shè)計循環(huán)水走管程，苯走殼程。5）泄漏后危險性大的流體可以減少泄漏機會，以保安全。宜用于通入管間空間的流體1）當兩流體溫度相差較大時，α值大的流體走管間這樣可以減少管壁與殼壁間的溫度差,因而也減小了管束與殼體間的相對伸長，故溫差應(yīng)力可以降低。3）有壓力的流體 因為管子承壓能力強，而且還簡化了殼體密封的要求。（6）應(yīng)盡量避免采用貴金屬，以降低成本。（3）管、殼程的決定應(yīng)做到便于清洗除垢和修理，以保證運行的可靠性。 　　缺點： 　　（1）小浮頭易發(fā)生內(nèi)漏； 　?。?）金屬材料耗量大，成本高20%； 　?。?）結(jié)構(gòu)復(fù)雜綜合上述情況，本次設(shè)計采用浮頭式換熱器。 當換熱器多需的換熱面積較大，而管子又不能做的太長時，就得增大殼體直徑，以排列較多的管子。這不但可以有效地增大傳熱面積，也可以防止在殼程流體在弓形區(qū)域內(nèi)短路而給傳熱帶來不利影響。管子在管板上的標準排列形式有四種：正三角形和轉(zhuǎn)角正三角形排列，適用與殼程介質(zhì)清潔，且不需要進行機械清洗的場合。但制造麻煩，管子易結(jié)垢，不易清洗。盡管近年來受到不斷涌現(xiàn)的新型換熱器的挑戰(zhàn)，但反過來也不斷促進了自身的發(fā)展。 鉤圈對保證浮頭端的密封、防止介質(zhì)間的串漏起著重要作用。該外徑應(yīng)小于殼體內(nèi)徑，一般推薦浮頭管板與殼體內(nèi)壁的間隙。但該換熱器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，而且浮動端小蓋在操作時無法知道泄露情況。浮頭式換熱器的一端管板與殼體固定，而另一端的管板可在殼體內(nèi)自由浮動，殼體和管束對膨脹是自由的，故當兩張介質(zhì)的溫差較大時，管束和殼體之間不產(chǎn)生溫差應(yīng)力。但由于填料密封處易于泄漏，故殼程壓力不能過高，也不宜用于易揮發(fā)、易燃、易爆、有毒的場合。至于殼程的壓力也受滑動接觸面的密封限制。兩端管板只有一端與殼體完全固定，另一端則可相對于殼體作某些移動，該端稱之為浮頭。這就影響了它的使用場合，僅宜用于管殼壁溫度相差較大，或殼程介質(zhì)易結(jié)垢而管程介質(zhì)不易結(jié)垢，高溫、高壓、腐蝕性強的情形。圖22 固定管板式換熱器2）U形管式換熱器U形管式換熱器僅有一個管板，管子兩端均固定于同一管板上。當管束和殼體之間的溫差太大而產(chǎn)生不同的熱膨脹時，常會使管子與管板的接口脫開，從而發(fā)生介質(zhì)的泄漏。而管式換熱器雖然在傳熱性能和設(shè)備的緊湊性上不及板式換熱器，但它具有結(jié)構(gòu)較簡單、加工制造比較容易，結(jié)構(gòu)堅固，性能可靠，適應(yīng)面廣等突出優(yōu)點，因此被廣泛用于化工生產(chǎn)中。間壁式換熱器的類型也是多種多樣，從其結(jié)構(gòu)上大致可以分為：一、管式換熱器 管殼式換熱器 （1）固定管板式換熱器（2）浮頭式換熱器B（3）U型管式換熱器套管式換熱器蛇管換熱器 （1）沉浸式蛇管換熱器（2）噴淋式蛇管換熱器翅片管換熱器二、板式換熱器 夾套換熱器39。這類換熱器由于少量流體相互摻和易造成流體間的“污染”。（二）按熱量交換原理和方式劃分按照冷、熱流體熱量交換的原理和方式不