【正文】 （ 6）《中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn) ，管殼式換熱器 》 GB 151— 1999，國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局， 。 （ 1）《化工原理》上冊(cè)，夏清、陳常貴主編 ， 天津大學(xué)出版社，,204— 288. （ 2）《環(huán)境工程原理》，胡洪營、張旭、黃霞、王偉合編，高等教育出版社， ,167— 174. （ 3）《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》，刁玉瑋、王立業(yè)、喻健良編著，大連理工大學(xué)出版社， ， 15 201— 193。 26 在學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)和老師的重視和關(guān)心以及指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)下，此次課程設(shè)計(jì)得以圓滿 完成。 最后， 我想說：通過這次設(shè)計(jì)，使我的各方面的能力得到提高和增強(qiáng)，不僅在畫圖和計(jì)算機(jī)能力得到提高，還有增強(qiáng)了我的獨(dú)立思考和創(chuàng)新能力。 這次設(shè)計(jì)，初步培養(yǎng)了我對(duì)壓力容器設(shè)計(jì)的工作能力；樹立正確的設(shè)計(jì)的思想；掌握一些容器設(shè) 計(jì)有基本方法和步驟，為以后進(jìn)行設(shè)計(jì)工作打下了良好的基礎(chǔ)。在設(shè)計(jì)前期，我們共同查找相關(guān)資料、手冊(cè)，在一起討論，一起向指導(dǎo)老師請(qǐng)教，共同的出了自己所要的正確結(jié)果。通過課程設(shè)計(jì)，我 在 所學(xué)的專業(yè) 課程中所獲得的理論知識(shí)在 實(shí)際的設(shè)計(jì)工作中綜合地加以動(dòng)用，使這些知識(shí)得到鞏固和發(fā)展，并使理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)踐密切地結(jié)合起來。本次設(shè)計(jì)是大學(xué)以來的第一次自主課程設(shè)計(jì)，極為重要，同時(shí)這次課程設(shè)計(jì)也讓我受益匪淺。 在本次課程設(shè)計(jì)過程當(dāng)中需注意以 下幾點(diǎn)： a) 在設(shè)計(jì)之前一定要查閱大量的相關(guān)文獻(xiàn)以及標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)； b) 在計(jì)算的時(shí)候往往不能一步到位，需經(jīng)過多次的假設(shè)和反復(fù)的計(jì)算和檢驗(yàn)方可得出理想數(shù)據(jù)； c) 在材料和設(shè)備結(jié)構(gòu)選型的時(shí)候一定要根據(jù)相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來選擇； d) 設(shè)計(jì)過程當(dāng)中需全面考慮到產(chǎn)品的技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)效益； e) 在利用 CAD作圖的時(shí)候需嚴(yán)格按照作圖標(biāo)準(zhǔn)來作圖； f) 在課程設(shè)計(jì)過程當(dāng)中小組成員一定要互相交流與討論，積極的向 25 指導(dǎo)老師請(qǐng)教。理論上該換熱器能夠達(dá)到將 100000Nm3/h的高溫?zé)煔?,將熱物料（高溫?zé)煔猓┑臏囟葟?425℃降至 180℃，冷物料（空氣）的溫度從 55℃ 升溫至200— 250℃左 右。 6. 設(shè)計(jì)結(jié)果與討論 24 如下圖所示 : 該煙氣回收廢熱換熱器的最終設(shè)計(jì)結(jié)果 裝配圖 詳見附圖二。 a)槽深宜不小于 4mm； b)分程隔板槽的寬度為：碳鋼 12mm。 管 孔數(shù)共 2023，采用正三角形排列，管心距為 32mm，橫過中心線的管數(shù)為 49根。 因管板是與浮頭法蘭連接，所以管板直徑應(yīng)與浮頭法蘭直徑相同，取 1680mm。 殼體公稱直徑為 1600mm，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)得：殼體法蘭選用 平焊法蘭甲型（ JB/T 4701— 2020）公稱壓力為 ，共 4個(gè)。 采用橢圓形封頭（ JB/T473795） 21 查閱相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)得出該封頭的相關(guān)數(shù)據(jù)如表四 所示 ： 表四： 公稱直徑(DN)/mm 曲面高度(h1)/mm 直邊高度(h2)/mm 壁厚（δ） /mm （碳鋼） 內(nèi)表面積（ F）/m2 容積(V)/m3 1600 400 40 18 法蘭 和鉤圈 根據(jù)相關(guān) 文獻(xiàn)得知： 浮頭法蘭和鉤圈的外直徑 Df0=Di+80,mm 其中 Di是換熱器圓筒內(nèi)經(jīng)為 1600mm。此處在換熱器殼程空氣進(jìn)出口接管處防沖板的直徑取 850mm，在換熱器管程廢氣進(jìn)出口接管處的直徑取 700mm； 該防沖板的材料為碳鋼 ，因此厚度可取 5mm； 固定方式 :將防沖板焊在圓筒上。此處與換熱器殼程空氣進(jìn)出口接管處的距離取 250mm，與換熱器管程廢氣進(jìn)出口接管處的距離取 200mm。 根據(jù)以上條件以及計(jì)算所得該換熱器的殼程流體速度（ ）得知，該換熱器應(yīng)當(dāng)加防沖板。綜合以上兩表得出所選拉桿數(shù) 20根 （前后兩段各 10根） ，拉桿直徑為 16mm。 拉桿 按照表二、表三 選定所需拉桿的直徑和數(shù)量 表二 ： 表三 ： 在保證大于或等于表二所給定的拉桿總截面積的前提下，拉桿直 20 徑和數(shù)量可以變動(dòng)，但其直徑不得小于 10mm，數(shù)量不少于 4根。 ? ?201 0 c B 280 B c202BuP F f n N 12F =0 .5,f 5 .0R e ,N 2,n 49,u2hP N 3 .5D2h 480 m m ,D= 1600m m ,??? ? ?? ? ???? ? ?????? 代入式子得： ? ? 20 . 2 2 81220 .8 5 4 2 0 .6 7P 0 .5 5 .0 1 4 8 9 6 4 9 2 1 7 3 7 3 .5 Pa22 4 8 0 0 .8 5 4 2 0 .6 7P 2 3 .5 1 0 5 8 .1 Pa1 6 0 0 2? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?????? ? ? ? ? ????? 所以： 0P ( 73 73 .5 10 58 .1 ) 1 1 84 31 .6 P a? ? ? ? ? ? ? 由上可見 總阻力損失： P?? ＝ +＝ 9420 Pa＝ 總阻力損失小于 10kPa，能滿足一般要求。 16 (5).壁溫核算和換熱器類型選擇 因管壁很薄，且管壁熱阻很小，故管壁溫度可按下式計(jì)算： ? ?5T / t /1 / 1 /m c m hcht ???? ? 式中： 20255 29 0t 17 2. 5 C2T 30 2. 5 C80 .6 w/(m C )53 .7 w/(m C )mmchi?????? ? ???? ? ??? ? ?? 傳熱管平均壁溫： 3 0 2 . 5 / 8 0 . 6 1 7 2 . 5 / 5 3 . 7t 2 2 5 C1 / 8 0 . 6 1 / 5 3 . 7?? ? ?? 殼體壁溫，近似取殼程流體的平均溫度： T＝ ? 殼體壁溫與傳熱管壁溫之差為： 3 0 2 .5 2 2 5 7 7 .5 Ct? ? ? ? ? 該溫差較大，需溫度補(bǔ)償裝置，因此，可選浮頭式換熱器。 13 (6).換熱器殼程流體進(jìn)出口接管的計(jì)算 取管內(nèi)廢氣流速 1u ＝ 20m/s， 則接管內(nèi)徑為 1114V 4 1 0 0 0 0 0 /3 6 0 0 /3D 0 . 7 6 8 mu 2 0???? ? ?? 管程流體進(jìn)出口接管： 若管內(nèi)流速 2u ＝ 30m/s， 則接管內(nèi)徑為 2224V 4 9 .2 6D 0 .6 2 7 mu 3 0?? ?? ? ?? 圓整后，取換熱器殼程空氣進(jìn)出口接管規(guī)格為： ? 800? 10 取換熱器管程廢氣進(jìn)出口接管規(guī)格為： 650 10?? 換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的核算 傳熱能力核算 換熱器殼程流體 (空氣 )傳熱膜系數(shù) α 0可用克恩法計(jì)算： 0 . 5 5 1 / 3 0 . 1 400ew0 . 3 6 R e P r ( )d??? ?? ? ? ? ? 選三角形排列時(shí)，當(dāng)量直徑 de為： 2 2 2 20e0334 t d 4 0 .032 0 .0252 4 2 4d = 0 .02 md 0 .025????