【正文】 189000pfEE?? MPa； 螺柱材料： 40MnB 查表 47，常溫下許用應(yīng)力 ? ? 196b? ?MPa； 70℃設(shè)計溫度下許用應(yīng)力 ? ?70 b? ?MPa； 170℃設(shè)計溫度下許用應(yīng)力 ? ?170 171b? ?MPa； 接管材料： 10 號鋼 查表 43，常溫下許用應(yīng)力 ? ? 112b? ?MPa； 70℃設(shè)計溫度下許用應(yīng)力 ? ?70 112b? ?MPa； 170℃設(shè)計溫度下許用應(yīng)力 ? ?170 108b? ?MPa 墊片材料：石棉橡膠板 。 30f? ? mm； 柱數(shù)量 12bn? ； 柱規(guī)格 M20 ，查 JB47072021，得 ?? ，則螺柱有效承載面積 135bA? mm2； 墊片采用 JB/T47182021 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的石棉橡膠板； 墊片尺寸 262/ 220??， ?? mm； 墊片接觸寬度 262 220 212N ???mm； 基本密封寬度，查文獻(xiàn) [1]表 91得： 0 21 ? ? ?mm （ 51） 查表 92，墊片系數(shù) ? ，比壓力 11y MPa? ； 材料選擇及許用應(yīng)力的計算 查文獻(xiàn)： 圓筒、管箱封頭 選擇材料 Q345R， 查表 41， 70℃設(shè)計溫度下許用應(yīng)力 ? ?70 170c? ?MPa； 170℃設(shè)計溫度下許用應(yīng)力 ? ?170 170c? ?MPa； 查表 F5， 140℃金屬溫度下彈性模量 140 190600sE ? MPa； 查表 F6 140℃金屬溫度平均線性膨脹系數(shù) 10s? ???mm/mm178。 ? ? ts6 2 .3 6 2 2 1 1 3 0 .8 5 M Pa 1 9 2 .1 M Pas M P a??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? tt5 6 .4 5 2 2 2 4 M P at M P a? ? ? 6 2 .3 6 0ssM P a??? ? ? 且 | | 1 4 0 M P a []qq? 由此可知此換熱器并不必設(shè)置膨脹節(jié)。0)3。對于管子與管板是焊接連接的接頭，實驗表明，接頭的強度高于管子本身金屬的強度，拉脫力不足以引起街頭的破壞。 圖 49 拉桿定距結(jié)構(gòu) 某某 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 折流板 為了增加殼程流體的流速，提高殼程的傳熱膜系數(shù)，從而達(dá)到提高總傳熱系數(shù)的目的同時為緩解換熱管的受力狀況和防止流體流動誘發(fā)振動，本設(shè)計設(shè)置 44 塊豎直弓形折流板。 45176。當(dāng)管板和換熱管采用脹接時，管板的最小厚度（不包括腐蝕裕度）應(yīng)滿足文獻(xiàn)表 168。選擇 固定管板 兼作法蘭的管板，管板與法蘭連接的密封面為凸面。如圖 44所示。 2，查文獻(xiàn)可得，其外徑偏差為177。5176。 2177。 某某 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 接管外伸長度 查文獻(xiàn)得：工藝 煤油 進、出口接管外伸長度 l =150mm；冷卻水進、出口接管外伸長度 l =150mm；排液管和排氣管的外伸長度 l =100mm?！? 410 裕度 % 某某 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 第 4 章 換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計 殼體、管箱殼體和封頭設(shè)計 根據(jù)文獻(xiàn)，查圖 7，選擇前端管箱為封頭管箱，型號為 B型，殼體型式為 E型；后端結(jié)構(gòu) 為標(biāo)準(zhǔn)封頭 ?！? 5925 565 污垢熱阻 m2178。 2 管心距 mm 25 管長 mm 3000 管子排列 Δ 管數(shù)目（根） 42 折流板個數(shù) 44 傳熱面積 m2 折流板距 mm 60 管程數(shù) 2 材質(zhì) 碳鋼 冷流體進出口接管 mm φ 45179。 s 179。所以單程直管阻力： 223 0 . 9 6 2 9 9 5 . 70 . 0 42 0 . 0 1 5 2ii ilup d ?? ?? ? ? ? ? ? ?=5123Pa 某某 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 因為局部阻力系數(shù) ? 一般取 3，所以局部阻力：220 . 9 6 2 9 9 5 . 73r up ?? ?? ? ? ?=1281Pa ? ? ? ?5 1 2 3 1 2 8 1 2 1 1 .5t i r s P sp P P N N F? ? ? ? ? ? ? ? ? ?=8966Pa= 參考文獻(xiàn) ,管程流體阻力在允許范圍之內(nèi)。 殼體壁溫和傳熱管壁溫之差為： ? ? ? ≈ ℃ 參考文獻(xiàn) ,該溫差大 于 50℃，所以需要設(shè)置溫度補償裝置。計算中按最不利的操作條件考慮， 所以取兩側(cè)污垢熱阻為零計算傳熱管壁溫?！?/W； Od — 換熱管外徑， m； id — 換熱管內(nèi)徑， m； md — 換熱管平均直徑 ， m； i? — 管程傳熱膜系數(shù)， W/(m2178。 K)； O? — 殼程流體的傳熱膜系數(shù)， W/(m2178。 K)/ W 查表 F3 得：碳鋼在該條件下的導(dǎo)熱系數(shù) 50w?? W/(m2178。 管程冷卻水流通截面積 iS 計算得： 某某 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 220 . 0 1 5 2 1 0 . 0 0 3 744i i sS D n??? ? ? ? ? ?m2 管程 冷卻水 流速 iu 為： 12765360036 00 99 5. 7 0. 96 20. 00 37iiiiwu S ?? ?? ? ?m/s 雷諾數(shù)39 9 5 .7 0 .9 6 2 0 .0 2Re 0 .8 0 0 7 1 0ei ud? ? ????? ?=23926 普蘭特數(shù) 334 . 1 7 4 1 0 0 . 8 0 0 7 1 0P r 5 . 4 10 . 6 1 7 6pc ?? ?? ? ?? ? ? 用克恩法計算，則 管 程流體傳熱膜系數(shù)為： 0 .8 0 .40 .0 2 3 R e Priiid?? ? ? ? ? 0 . 8 0 . 40 .6 1 7 60 .0 2 3 2 3 9 2 6 5 .4 10 .0 1 5? ? ? ? =5925 W/(m2178。本設(shè)計初步選用波形膨脹節(jié)。當(dāng)溫差很大時 ，可以選用浮頭式、 U型管及填料函式換熱器。 有腐蝕或有磨蝕的氣體、蒸汽及汽液混合物，應(yīng)設(shè)置防沖板；當(dāng)殼程進出口接管距管板較遠(yuǎn)，流體停滯區(qū)過大時，應(yīng)設(shè)置導(dǎo)流筒，以減小流體停滯區(qū)，增 加換熱器的有效換熱長度。 其他附件 1. 拉桿數(shù)量與直徑 根據(jù)文獻(xiàn)表 43和表 44查得 ，本換熱器換熱管外徑為 19mm，所以 拉桿直徑 12mmnd ? 。 隔板中心 距離相鄰的換熱管 中心距離 S等于 ： 256 6 1 8 . 5 1 922tS m m? ? ? ? ? ? 各程 之間 相鄰 換熱管的管心距等于 ： 19179。 折流板數(shù) BN 為： 30001 1 5 0 1 4 960BN ? ? ? ? ? ? ?傳 熱 管 長折 流 板 間 距 折流板 選擇 圓缺 豎直裝配，具體型式 見 總裝配 圖。 殼體內(nèi)徑 參考文獻(xiàn) 采用多管程結(jié)構(gòu)，取管板利用率 ? =，則殼體的內(nèi)徑為： TNDt?? 421 .0 5 2 5 2 0 3 .30 .7? ? ?mm 按 無縫鋼管 進級檔，可取 219DN? mm,初步選取 壁厚 為 6mm，即 207id mm? 。根據(jù)本設(shè)計實際情況， 參考文獻(xiàn) 推薦的傳熱管長 3m，則該換熱器的管程數(shù) pN 為： 7 23p LN l? ? ?（管程） 換熱器內(nèi)傳熱管 根數(shù) TN 為： 21 2 42T s pN n N? ? ? ? 平 均傳熱溫差校正及殼程數(shù) 參考文獻(xiàn)，折流情況下的平均傳熱溫差可先按純逆流情況計算，然后加以較正，由于在相同的流體進出口，溫度下，逆流流型具有較大的傳熱溫差，所以在工程上，若無特殊要求均采用逆流。 確定 管程數(shù)和傳熱管數(shù) 參考文獻(xiàn)， 根據(jù)公式 24s iVndu?? （ 35） 可由傳熱管內(nèi)徑和流體流速確定單程傳熱管 數(shù)目， 式中 ns— 單程管子數(shù)目； V— 管程流體的體積流量， m3/s； di— 換熱管內(nèi)徑， m； u管內(nèi)流體的流速， m/s。即 39。 ℃ )； ht? — 工藝流體的溫度變化， ℃ ； h h ph hQ w c t?? = 1600 2 .2 2 (1 4 0 3 5 )3600 ? ? ? = ? W 傳熱面積 計 算 由于殼程 煤油 的壓力不高，所以可以選擇較小的 K 值。 確定物性數(shù)據(jù)后，后面的計算中需用到以上數(shù)據(jù)者，可直接引用。 煤油 在 ℃下的有關(guān)物性數(shù)據(jù)如下： 比熱容： pic ? kJ/(kg178。 故 管程流體冷卻水 的定性溫度為： 122ttt ?? （ 31） 式中 t — 冷卻水定性溫度（℃） 1t — 冷卻水進口溫度（℃） 2t — 冷卻水出口溫度（℃） 12 2 5 3 2 2 8 .522ttt ? ?? ? ? ℃ ， 殼程 煤油 的定性溫度為： 122TTT ?? （ 32） 式中 T — 煤油定性溫度 （℃） 1T — 煤油的進口溫度（℃） 2T — 煤油的出口溫度（℃） 12 1 4 0 3 5 8 7 .522TTT ? ?? ? ? ℃ ， 物性數(shù)據(jù) 參考文獻(xiàn)，分別參考管程和殼程流體在對應(yīng)的溫度下，在生產(chǎn)中的物性數(shù)據(jù)實測值， 循環(huán)冷卻水在 ℃時的有關(guān)物性數(shù)據(jù)如下： 比熱容： ? kJ/(kg178。 關(guān)鍵詞 :換熱器 ； 結(jié)構(gòu)設(shè)計 ； 強調(diào)計算 ； 應(yīng)力校核 某某 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） II Abstract The graduation design task is to design a heat exchanger. First analysis design task and conditions, choose the type of preliminary heat exchanger, process arrangement, then process structure calculation, and focusing on the turbulent flow and heat transfer area degree the margin accounts. After the pletion of the above is the structure design, including the tube plate, shell and tube box, baffle plate, sealing, head of heat exchange tube, flange, take over of design of, and determined the connection mode and sealing form. The next step is for strength calculation, calculated for each part, then area, allowable stress calculation, torque, and then carry out all the possible check the stress. The last choice to take over flange, seal ponents and saddle, plete the design task. In practical applications, fixed tube plate heat exchanger simple structure, easy fabrication, low cost, convenient washing, provide specifications series range wide, it is widely applied in engineering. So this design I chose fixed tube plate heat exchanger to design. Keywords:Heat exchanger。 下一步是進行強度計算 ， 對各個部分進行計算后 ， 再進行面積 、 許用應(yīng)力 、 力矩計算 ， 然后 進行各種可能情況下的應(yīng)力校核 。 某某 大學(xué)