【正文】 圖 41 橢圓形封頭的尺寸和厚度表格 由上圖可以知道，其公稱直徑 2600DN mm? ，曲面高度 1 650h mm? ，直邊高度2 40h mm? ，名義厚度 16n mm? ? ，內(nèi)表面積 ? ，容積 ? ，質(zhì)量 kg? 圖 42 兩種不同類型的橢圓形封頭 封頭厚度計算與校核 封頭選標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭、材料選 MnR16 查 150GB 表 41 ? ? Mpa170200 ?? 設(shè)計壓力 Mpa? 計算厚度：? ? 0 . 5 2 6 0 0 4 . 5 12 1 7 0 0 . 8 5 0 . 52 tP D i mmP? ?? ?? ? ?? ? ?? 設(shè)計厚度： 2 2 C m m??? ? ? ? ? （ 2C 為 腐 蝕 余 量 ） 負(fù)偏差 1C 取 1 6 .5 1 0 .3 6 .8。（表中數(shù)據(jù)包括厚度附加量 2C =1mm） 最終查的《換熱器設(shè)計手冊 錢頌文》得到筒體的厚度為 16mm。 筒體的厚度 筒體的厚度應(yīng)按 GB 1501998 第 5章計算，但碳素鋼和低合金鋼圓筒的最 小厚度應(yīng)不小于表 2 的規(guī)定，高合 金鋼圓筒的最小厚度應(yīng)不小于表 2 規(guī)定。 卷制圓筒的公稱直徑以 400mm 為基數(shù)，以 100mm 為進(jìn)級檔； 公稱直徑 DN 2600mm 的圓筒，可用板材卷制制作。在工程設(shè)計中，除盡量選用定型系列產(chǎn)品外，也常按其特定的條件進(jìn)行設(shè)計，以滿足工藝上的需要。 管殼式換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計，必須考慮許多因素，如材料、壓力、溫度、壁溫查、結(jié)垢情況、流體的性質(zhì)以及檢修與清理等來選擇一些合適的結(jié)垢型式。排列方式：正三角形 折流板形式：螺旋折流板，扇形折流板，間距 B= 殼體內(nèi)徑： 2600mm 4 螺旋折流板式換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計 在換熱器的設(shè)計中，當(dāng)完成了換熱器的熱力計算后 ，就可以進(jìn)行換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計。2 2 676 ( ) 2 aPP??? ? ? ? ? ? 總阻力 0 2 4 2 . 3 1 6 . 8 2 5 9 . 1 1 0aaP P k P? ? ? ? ?? 殼程流動阻力較為合適。1 676 77 ( 37 1 ) aPP ?? ? ? ? ? ? ? ? 流體流過折流板缺口的阻力 239。0 1 2() tsP P P F N? ? ? ? ?? 已知 1 , 1 . 1 5 ( 1 . 1 5 1 . 0 )stNF?? 殼 程 結(jié) 垢 校 正 系 數(shù) ， 液 體 為 ， 氣 體 為 流體流經(jīng)管束的阻力 239。 39。 對螺旋式折流板，可以采用克恩公式 10 . 5 5 0 . 1 400 300 . 3 6 P r ( )te ewRd??? ?? 當(dāng)量直徑，已知列管排列為正三角形排列，所以 2 2 2 200334 ( ) 4 ( 0 . 0 3 2 0 . 0 2 5 )2 4 2 4 0 . 0 2 03 . 1 4 0 . 0 2 5etddmd? ? ?? ? ??π ππ 殼程流通截面積 200 2 . 6 0 . 0 2 5( 1 ) 0 . 9 8 ( 1 ) 0 . 2 7 8 52 2 0 . 0 3 2dDS B mt? ? ? ? ? ? ? 殼程流體流速及其雷洛數(shù)分別為 0170003 6 0 0 6 7 6 0 . 0 2 5 /0 . 2 7 8 5u m s??? . 00 40 . 0 2 0 . 0 2 5 6 7 6 338010etetduR ?? ???? ? ? 普蘭特準(zhǔn)數(shù) 346 . 2 3 1 0 1 0 1 . 4 70 . 4 2 3ttr tcP ?????? ? ? 粘度校正 ( ) 1w?? ? 殼程 對流傳熱系數(shù) 10. 55 3380 / ( ) Wm? ? ? ? ? ? ?℃ 0 . 8 0 . 40 . 0 2 3 P rssei Rd?? ? 管程流通截面積 2 2 241580 . 7 8 5 0 . 0 2 0 . 2 1 7 646sipNS d mN? ? ? ? ?π 管程流體流速 391706360 0 100 0 /swu m sS ?? ? ? 40 . 0 2 0 . 5 1 0 0 0 153096 . 5 3 2 1 0i s se sduR ?? ???? ? ?? 普蘭特準(zhǔn)數(shù) 344 . 1 9 1 0 6 . 5 3 2 1 0 4 . 3 70 . 6 2 6ssr scP ???? ? ?? ? ? 那么管程對流傳熱系數(shù) 0 . 8 0 . 4 20 . 6 2 60 . 0 2 3 1 5 3 0 9 4 . 3 7 2 8 9 4 / ( )0 . 0 2s Wm? ? ? ? ? ? ?℃ K 0 0 0021110 .0 2 5 0 .0 2 5 0 .0 0 2 5 0 .0 2 5 10 .0 0 0 3 4 4 0 .0 0 0 1 7 22 8 9 4 0 .0 2 0 0 .0 2 0 4 5 0 .0 2 2 5 7 5 5 .64 1 3 .4 / ( )s s it S i i mKd d b dRRd d dWm? ? ??? ? ? ? ????? ? ? ? ????? ℃ S 21 8 2 3 . 6 2 3 2 1 . 64 1 3 . 4 1 . 9 6mQSmKt? ? ??? 該換熱器的實際傳熱面積 pS 20 ( ) 3 . 1 4 0 . 0 2 5 9 ( 4 1 5 8 7 7 ) 2 8 8 3 . 2pcS d L N n m? ? ? ? ? ? ? ?π 該換熱器的面積裕度為 28 83 .2 23 21 .610 0% 10 0% 24 .2%23 21 .6pSSH S? ?? ? ? ? ? 傳熱面積裕度合適，該換熱器能夠完成生產(chǎn)任務(wù)。222 21 c os 2 c os 1ACL? ?? ? ? ? 則 22co s 1 co s 1? ??? ? 2 2c o s 1 c o s 1ar? ?????????? 2 2a r c c o s (1 ) 9 8 . 2c o s 3 0 1? ? ? ?? 安裝距離 22l M B M C B C? ? ? ? 2 2 2 21 3 1 8 1 2 9 5 3 6 0L R m m?? ? ? ? ? 那么折流板的板數(shù) 9000 24360Ln l? ?? ? ? 即所需要的折流板的數(shù)量為 24個。 2 2 39。AMC? 中 ， 有 ： 39。AAC? 中 39。 22 2 2A A A C tg R tgMB ??? ? ? 2 2 22 2 2122R tg tgM C R R????? ? ? ????? 那么，折流板邊長為 2ta n12L M C R?? ? ? 這里設(shè)定，螺旋折流板的安裝高度取 15度，即 15?? ，由于殼體內(nèi)徑為 2600mm，可以取R=1295mm。 0 . 8 3 2 . 3 6 1 . 9 6m t mtt? ?? ? ?? ? ? ? ℃ 采用組合排列法，即每程內(nèi)列管都是按照正三角形排列，隔板兩側(cè)采用正方形，取管心距 ? ，則 1 .2 5 2 5 3 1 .2 5 3 2t m m? ? ? ? 橫過管束中心線的管數(shù) 1 .1 9 4 1 5 8 7 7 ( ) ?? 根 采用多管程結(jié)構(gòu)，取管板利用率 ?? ，則殼體內(nèi)徑為 41581 . 0 5 1 . 0 5 3 2 2 5 9 00 . 7ND t m m?? ? ? ? 圓整可取 2600D mm? 折流板是 1/4圓弧，如下圖所示 圖 32（ a） 螺旋折流板的 輪廓圖 下面對折流板進(jìn)行分析，下圖是折流板的在換熱器中軸向的投影： 圖 32（ b） 螺旋折流板的投影圖 圖 33 螺旋折流板的簡略空間圖 從上面兩個圖中可以計算出扇形折流板的邊長 L? 以及弧度 ? 邊長 39。 1 8 2 3 . 6 1 0 22883 3 7 . 7 2 . 3 6mQSmKt ?? ? ??? 考慮 15%的面積裕度 39。 1212( 3 9 . 9 3 8 ) ( 3 6 . 9 3 4 ) 2 . 3 61 . 9lnln 2 . 9mttt tt? ? ? ? ? ?? ? ? ???℃ 0 6565000 3 9 1 7 0 6 /4 . 1 9 ( 3 8 3 4 )sssQw k g hct? ? ?? ? ? ? K 管程傳熱系數(shù)： 雷洛數(shù)： 0 . 0 2 0 . 5 1 0 0 0 1533020 . 0 0 0 6 5 3 2s s se sduR ???? ??? ? ? 關(guān)聯(lián)式： 344 . 1 9 1 0 6 . 5 3 2 1 0Pr0 . 6 2 6sssC ???? ? ??? 0 .80 .0 2 3 R e P r nss sd?? ? ? ? ?（水被加熱，則 n取 ） 0 . 8 0 . 4340 . 8 0 . 420 . 0 2 3 R e Pr0 . 6 2 6 4 . 1 9 1 0 6 . 5 3 2 1 00 . 0 2 3 ( 1 5 3 3 0 2 ) ( )0 . 0 2 0 . 6 2 62 8 9 7 / ( )sssdWm??? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ??? ℃ 殼程傳熱系數(shù)： 假設(shè)殼程的傳熱系數(shù) 2536 / ( )t Wm? ? ?℃ 污垢熱阻： 220 .0 0 0 3 4 40 .0 0 0 1 7 2sisoRmm??℃ /WR ℃ /W 又知道管壁的導(dǎo)熱系數(shù) 45 / ( )Wm? ??℃ 那么總傳熱系數(shù)： 0 0 0021110 .0 2 5 0 .0 2 5 0 .0 0 2 5 0 .0 2 5 10 .0 0 0 3 4 4 0 .0 0 0 1 7 22 8 9 7 0 .0 2 0 0 .0 2 0 4 5 0 .0 2 2 5 5 3 63 3 7 .7 / ( )s s it S S s mKd d b dRRd d dWm? ? ??? ? ? ? ????? ? ? ? ????? ℃ 積 339。 由于循環(huán)冷卻水較易結(jié)垢，而且工作壓力較高，為了便于水垢清洗以及列管的承受壓力較強(qiáng)，所以應(yīng)該使得冷卻水走管程，相應(yīng)的丁二烯走殼程，可以選用 25 ? ? 的碳鋼管，管內(nèi)流速取 /su m s? 定性溫度：可取流體進(jìn)出口溫度的平均值。 在化工生產(chǎn)中所使用的換熱器種類和形式很多的，但完善的換熱設(shè)備至少應(yīng)滿足下列幾種因素： ； ； 、安裝和檢修； 。它是一種新型的傳熱元件，在六十年代中才開始應(yīng)用與宇宙航行，但目前它的發(fā)展已日趨完善，且逐步推廣應(yīng)用于其它工業(yè)部門。此外，還可用于化肥、有機(jī)合成和農(nóng)藥等多種工業(yè)中。玻璃換熱器應(yīng)用于生產(chǎn)中，目前還剛剛開始，并已推廣應(yīng)用到制藥工業(yè)中。 在化工生產(chǎn)過程中，除了遇到高溫、高壓、高真空和深冷等一些操作條妥善地解決這個問題，而提出和使用了一些新型材料的換熱器。在磷酸生產(chǎn)流程中，由于使用了這種形式的換熱器，在清洗時可不停車，每次清洗只需切換磷酸和水的通道即可。其它在航空、車輛和船舶等方面亦已開始推廣應(yīng)用。雖然首先采用這種形式的換熱器是為了滿足飛機(jī)上中間冷卻器的要求，但由于它具有體積小 ，質(zhì)量輕，效率高和適應(yīng)的溫度范圍廣等突出的優(yōu)點，從而在化工、石油化工和其它許多工業(yè)部門中，也得到了迅速地推廣應(yīng)用。從生產(chǎn)工藝上說，它可以用作液體的加熱、冷卻、冷凝或蒸發(fā)，單體的氣提，溶液的濃縮、聚合、脫氣、混合和乳膠的干燥等。雖然目前它還處于發(fā)展階段，但它在化工和石油化工生產(chǎn)中已推廣應(yīng)用。管殼式結(jié)構(gòu)的換熱器也能滿足這一要求。因此， 能不斷擴(kuò)大它的使用范圍。這些條件下，要進(jìn)行熱交換是很不容易的，尤其在有腐蝕存在的情況下，實現(xiàn)熱交換更是困難。同時在近代的許多化工生產(chǎn)中，如裂解、合成及聚合等，大都要求在高溫和高壓下進(jìn)行。目前這種換熱器被當(dāng)作為一種傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)換熱器，在許多工業(yè)部門中被