【正文】 o ─── 管外 。 i─── 管內 。 下標 c ─── 冷流體 。 μ ─── 黏度 , ρ ───密度 ,kg/m3。 △ ─── 有限差值 。 W ─── 質量流量 ,kg/s。 T ─── 熱流體溫度 , oC。 S ─── 傳熱面積 。 R ─── 熱阻 ,m2. oC /w。 Q ─── 傳熱速率 ,W。 Nu ─── 努塞爾特準數(shù) 。 N ─── 管數(shù) /程數(shù) 。 M ─── 程數(shù) ,m。 K ─── 總傳熱系 數(shù) ,w/()。 F ─── 系數(shù) 。在此，謹向老師表示崇高的敬意和衷心的感謝！ 遼寧石油化工大學職業(yè)技術學院化工畢業(yè)設計 32 附錄 字母說明 英文字母 B ─── 折流板間距 m； C ─── 系數(shù)，無量綱； D ─── 管徑 m； D ─── 換熱氣外殼內徑 m。王老師淵博的專業(yè)知識，嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，精益求精的工作作風，誨人不倦的 高尚師德，嚴以律己、寬以待人的崇高風范，樸實無華、平易近人的人格魅力對我影響深遠 ， 使我樹立了遠大的學術目標、掌握了基本的研究方法。但由于本課程設計屬我第一次設計，而且時間比較短，查閱的文獻有限，本課程設計還有較多地方不夠完善，不能夠進行有效可靠的計算。了解到了工藝設計計算過程的制法。 由上所述表明，管殼和管程壓力均滿足設計要求，也能滿足工藝上的規(guī)定的換熱條件，結構上也能完全可靠，制造、安裝、操作和檢修方便，經(jīng)濟上也合理。本次設計選擇了冷卻水走管程，煤油走殼程的方案。﹒ K 290 污垢系數(shù) , m178。 994 825 流速 ,m/s 傳熱量， kW 總傳熱系數(shù) ,W/m178。 遼寧石油化工大學職業(yè)技術學院化工畢業(yè)設計 28 3 結論 換熱器類型：固定管板式 換熱面積（ m178。 2 換熱器內流體的流動阻力 （ 1） 管程流動阻力 psti NNFPPP )( 21 ?????? 1?sN , 2?pN , ?tF 221 udlP i ???? , 222 uP ???? 由 Re=13710，傳熱管相對粗糙度 ，查莫狄圖得 CmW oi ?? /03 ? ，流速smui /? ， 3/994 mkg?? ，所以 PaP 21 ?????? PauP 222 ?????? ?? k P aPaP i )( ???????? 管程流動阻力在允許范圍之內。 遼寧石油化工大學職業(yè)技術學院化工畢業(yè)設計 24 管程流體進出口接管：取接管內循環(huán)冷水流速 u= m/s，則接管內徑為 )( )9943 6 0 0/(3 2 5 3 54 md ?? ??? 取標準管徑為 80 ㎜。 折流板間距 B=，則 B= 450=135 ㎜，可取 B 為 150 ㎜ 折流板數(shù) 3911 5 06 0 0 01 ????? 折流板間距 傳熱管長BN （塊） 折流板圓缺水平裝配。但 10?R 的點在圖上難以讀出，因而相應以 1/R 代替 R， PR 代替 P，查同一圖線，可得 ??t? 平均傳熱溫差 遼寧石油化工大學職業(yè)技術學院化工畢業(yè)設計 23 Ctt omtm ??????? ?? 4 傳熱管排列和分程方法 采用組合排列法，即每程內均按正三角形排列，隔板兩 側采用正方形排列。 2 管程數(shù)和傳熱管數(shù) 依據(jù)傳熱管內經(jīng)和流速確定單程傳熱管數(shù) )3 6 00994/(3 2 535422 ???????udVnis ?（根） 按單程管計算，所需的傳熱管長度為 mndSLs 0 ????? ? 按單程管設計，傳熱管過長，宜采用多管程結構?！?)/W K =(㎡℃ /W 管壁的導熱系數(shù) λ＝ 污垢熱阻 siR = ㎡ 煤油在 90℃下的有關物性數(shù)據(jù)如下： 密度 ρ0＝ 825kg/m3 定壓比熱容 Cp0＝ (kg﹒℃ ） 熱導率 λ0＝ (m﹒℃ ) 黏 度 μ0＝ ﹒ s 循環(huán)冷卻水在 35℃下的物性數(shù)據(jù)： 密度 ρi＝ 定壓比熱容 Cpi＝ (kg.℃ ) 熱導率 λi＝ (m.℃ ) 黏 度 μi＝ Pa﹒ s 計算總傳熱系數(shù) 1 熱流量 kwtcmQ p )40140( ?????? 2 平均傳熱溫差 mt?? =(△ t1△ t2)/㏑ (△ t1/△ t2)=(10010)/㏑ (100/10) 式中： 100401401 ????t ℃ , 1030402 ????t ℃ 遼寧石油化工大學職業(yè)技術學院化工畢業(yè)設計 21 求得△ tm’=39℃ 3 冷卻水用量 hkgcQw tipii/3 2 53 5)3040( 1 3 20 0 0 00 ?????? 4 總傳熱系數(shù) K 管程傳熱系數(shù) 1 3 7 1 00 0 0 7 2 ????? ? ?iiiie udR )/( )1 3 7 1 0( Cmwd oiii ????? ?? 殼程傳熱系數(shù) 假設殼程的傳熱系數(shù) 0? =290 W/(㎡ 遼寧石油化工大學職業(yè)技術學院化工畢業(yè)設計 20 確定物 性數(shù)據(jù) 定性溫度：可取流體進口溫度的平均值。 表 21 換熱器常用流速的范圍 介質 流速 循環(huán)水 新鮮水 一般液體 易結液體 低粘液體 高粘液體 氣體 管程流速，m/s ～ ～ ～ 3 ＞ ～ ～ 5～ 30 殼程流速，m/s ～ ～ ～ ＞ ～ ～ 2～ 15 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、二氧化碳、苯 甲醇、乙醇、汽油 丙酮 氫氣 安全流速， m/s ＜ 1 ＜ 2～ 3 ＜ 10 ≤ 8 根據(jù)上表，由于循環(huán)冷卻水較易結垢，為便于水垢清洗，應使循環(huán)水走管程，油品走殼程。 ? 流速的確定 當流體不發(fā)生相變時，介質的流速高，換熱強度大，從而可使換熱面積減少、結構緊湊、成本降低，一般也可抑止污垢的產(chǎn)生。在管殼式換熱器中，一般易清洗的是管內空間。 ( 5 )泄漏后危險性大的流體可以減少泄漏機會，以保安全。 ( 3 )飽和蒸汽對流速和清理無甚要求，并易于排除冷凝液。 2 ．宜于通入管間空間的流體 ( l )當兩流體溫度相差較大時， a 值大的流體走管間這樣可以減少管壁 與殼壁間的溫度差，因而也減少了管束與殼體間的相對伸長，故溫差應力可以降低。此外，在管內空間裝設保護用的襯里或覆蓋層也比較方便，并容易檢查。 ( 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。 1 ．宜于通入管內空間的流體 ( 1 )不清潔的流體因為在管內空間得到較高的流速并不困難，而流速高，懸浮物不易沉積，且管內空間也便于清洗。 ⑥ 應盡量避免采用貴金屬，以降低成本。從這個角度來說，順流式就優(yōu)于逆遼寧石油化工大學職業(yè)技術學院化工畢業(yè)設計 18 流式，因為順流式進出口端的溫度比較平均，不像逆流式那樣，熱、冷流體的高溫部分均集中于一端，低溫部分集中于另一端，易于因兩端脹縮不同而產(chǎn)生熱應力。 ③ 管、殼程的決定應做到便于清洗除垢和修理，以保證運行的可靠性。 ① 應盡量提高兩側傳熱系數(shù)較小的一個，使傳熱面兩側的傳熱系數(shù)接近。該換熱器用循環(huán)冷卻水冷卻，冬季操作時進口溫度會降低，考慮到這一因素，估計該換熱器的的管壁溫和殼體溫差較大，因此初步確定選用帶膨脹節(jié)的固定管板式換熱器。如果阻力超過允許范圍，需調整計算，直至滿意為止。 ? 校核傳熱面積，應有一定安全系數(shù)，否則需重新設計。 ? 校核管程對流傳熱面積。 ? 校核管內流速，確定管程數(shù)。 ⑨選擇管長 L。 ⑧ 初估傳熱面積。 ⑦計算傳熱系數(shù) K 值，包括管程對流傳熱系數(shù)和殼程對流傳熱系數(shù)的計算。 ⑤初算流體的定性溫度，以確定流體的物性數(shù)據(jù)。 ③決定 流體通入的空間。 非系列標準換熱器的一般步驟 ①了解換熱流體的物理化學性質和腐蝕性。 設計步驟 目前，我國已制定了管式換熱器系列標準，設計中應盡可能選用系列化的標準產(chǎn)品，這樣可簡化設計加工。 ② 不銹鋼 奧氏體系不銹鋼以 ICr18Ni9 為代表，它是標準的 18 ~8 奧氏體不銹鋼，有穩(wěn)定的奧氏體組織，具有良好的耐腐蝕性和冷加工性能。 一