【正文】 o ─── 管外 。 i─── 管內(nèi) 。 下標(biāo) c ─── 冷流體 。 μ ─── 黏度 , ρ ───密度 ,kg/m3。 △ ─── 有限差值 。 W ─── 質(zhì)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(zhǔn)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(jǐn)向老師表示崇高的敬意和衷心的感謝！ 32 附錄 字母說(shuō)明 英文字母 B ─── 折流板間距 m； C ─── 系數(shù)，無(wú)量綱； D ─── 管徑 m； D ─── 換熱氣外殼內(nèi)徑 m。王老師淵博的專業(yè)知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的 高尚師德，嚴(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實(shí)無(wú)華、平易近人的人格魅力對(duì)我影響深遠(yuǎn) ， 使我樹(shù)立了遠(yuǎn)大的學(xué)術(shù)目標(biāo)、掌握了基本的研究方法。但由于本課程設(shè)計(jì)屬我第一次設(shè)計(jì)，而且時(shí)間比較短，查閱的文獻(xiàn)有限，本課程設(shè)計(jì)還有較多地方不夠完善，不能夠進(jìn)行有效可靠的計(jì)算。了解到了工藝設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程的制法。 由上所述表明，管殼和管程壓力均滿足設(shè)計(jì)要求，也能滿足工藝上的規(guī)定的換熱條件，結(jié)構(gòu)上也能完全可靠，制造、安裝、操作和檢修方便，經(jīng)濟(jì)上也合理。本次設(shè)計(jì)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。 28 3 結(jié)論 換熱器類型：固定管板式 換熱面積（ m178。 2 換熱器內(nèi)流體的流動(dòng)阻力 （ 1） 管程流動(dòng)阻力 psti NNFPPP )( 21 ?????? 1?sN , 2?pN , ?tF 221 udlP i ???? , 222 uP ???? 由 Re=13710，傳熱管相對(duì)粗糙度 ，查莫狄圖得 CmW oi ?? /? ，流速smui /? ， 3/994 mkg?? ，所以 PaP 21 ?????? PauP 222 ?????? ?? k P aPaP i 105 1 9 ) 3 6 2( ???????? 管程流動(dòng)阻力在允許范圍之內(nèi)。 24 管程流體進(jìn)出口接管：取接管內(nèi)循環(huán)冷水流速 u= m/s，則接管內(nèi)徑為 )( )9943600/(325354 md ?? ??? 取標(biāo)準(zhǔn)管徑為 80 ㎜。 折流板間距 B=，則 B= 450=135 ㎜，可取 B 為 150 ㎜ 折流板數(shù) 39115060001 ????? 折流板間距 傳熱管長(zhǎng)BN （塊） 折流板圓缺水平裝配。但 10?R 的點(diǎn)在圖上難以讀出，因而相應(yīng)以 1/R 代替 R， PR 代替 P，查同一圖線，可得 ??t? 平均傳熱溫差 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(nèi)均按正三角形排列，隔板兩 側(cè)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(nèi)經(jīng)和流速確定單程傳熱管數(shù) )3 6 0 0994/(3 2 5 3 5422 ???????udVnis ?（根） 按單程管計(jì)算，所需的傳熱管長(zhǎng)度為 mndSLs 0 ????? ? 按單程管設(shè)計(jì)，傳熱管過(guò)長(zhǎng)，宜采用多管程結(jié)構(gòu)。℃ )/W K =(㎡℃ /W 管壁的導(dǎo)熱系數(shù) λ＝ 污垢熱阻 siR = ㎡ 煤油在 90℃下的有關(guān)物性數(shù)據(jù)如下： 密度 ρ0＝ 825kg/m3 定壓比熱容 Cp0＝ (kg﹒℃ ） 熱導(dǎo)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(dǎo)率 λi＝ (m.℃ ) 黏 度 μi＝ Pa﹒ s 計(jì)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 ℃ 21 求得△ tm’=39℃ 3 冷卻水用量 hkgcQw tipii/32 535)3040( 13 2021 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 )/( 86 )13 710( Cmwd oiii ????? ?? 殼程傳熱系數(shù) 假設(shè)殼程的傳熱系數(shù) 0? =290 W/(㎡ 20 確定物 性數(shù)據(jù) 定性溫度：可取流體進(jìn)口溫度的平均值。 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)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(jié)垢，為便于水垢清洗，應(yīng)使循環(huán)水走管程，油品走殼程。 ? 流速的確定 當(dāng)流體不發(fā)生相變時(shí)，介質(zhì)的流速高，換熱強(qiáng)度大，從而可使換熱面積減少、結(jié)構(gòu)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(nèi)空間。 ( 5 )泄漏后危險(xiǎn)性大的流體可以減少泄漏機(jī)會(huì)，以保安全。 ( 3 )飽和蒸汽對(duì)流速和清理無(wú)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(dāng)兩流體溫度相差較大時(shí)， 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(duì)伸長(zhǎng)，故溫差應(yīng)力可以降低。此外，在管內(nèi)空間裝設(shè)保護(hù)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?yàn)楣茏映袎耗芰?qiáng)，而且還簡(jiǎn)化了殼體密封的要求。 1 ．宜于通入管內(nèi)空間的流體 ( 1 )不清潔的流體因?yàn)樵诠軆?nèi)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(nèi)空間也便于清洗。 ⑥ 應(yīng)盡量避免采用貴金屬，以降低成本。從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，順流式就優(yōu)于逆 18 流式，因?yàn)轫樍魇竭M(jìn)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(yīng)力。 ③ 管、殼程的決定應(yīng)做到便于清洗除垢和修理，以保證運(yùn)行的可靠性。 ① 應(yīng)盡量提高兩側(cè)傳熱系數(shù)較小的一個(gè)，使傳熱面兩側(cè)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(shí)進(jìn)口溫度會(huì)降低，考慮到這一因素，估計(jì)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(guò)允許范圍，需調(diào)整計(jì)算，直至滿意為止。 ? 校核傳熱面積，應(yīng)有一定安全系數(shù)，否則需重新設(shè)計(jì)。 ? 校核管程對(duì)流傳熱面積。 ? 校核管內(nèi)流速，確定管程數(shù)。 ⑨選擇管長(zhǎng) L。 ⑧ 初估傳熱面積。 ⑦計(jì)算傳熱系數(shù) K 值，包括管程對(duì)流傳熱系數(shù)和殼程對(duì)流傳熱系數(shù)的計(jì)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(biāo)準(zhǔn)換熱器的一般步驟 ①了解換熱流體的物理化學(xué)性質(zhì)和腐蝕性。 設(shè)計(jì)步驟 目前，我國(guó)已制定了管式換熱器系列標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)中應(yīng)盡可能選用系列化的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，這樣可簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)加工。 ② 不銹鋼 奧氏體系不銹鋼以 ICr18Ni9 為代表，它是標(biāo)準(zhǔn)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