【正文】 管程結(jié)垢不很嚴(yán)重以及允許壓力降較高的情況下，采用 φ19mm2mm 直徑的管子更為合理。 mSS ?? 畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 4 機械結(jié)構(gòu)設(shè)計 管徑和管內(nèi)流速 換熱器中最常用的管徑有 φ19mm2mm 和 φ25mm。 =320W/m2?℃ 計算傳熱面積 由以上的計算數(shù)據(jù)，代入下面的公式 ，計算傳熱面積： 2 07 7 8 6 0 339。s 水蒸氣（有壓力）冷凝 水蒸氣（常壓或負(fù)壓）冷凝 水蒸氣冷凝 水蒸氣冷凝 水蒸 氣冷凝 水蒸氣冷凝 水蒸氣冷凝 有機物蒸氣及水蒸氣冷凝 重有機物蒸氣（常壓）冷凝 重有機物蒸氣（負(fù)壓）冷凝 飽和有機溶劑蒸氣（常壓）冷凝 含飽和水蒸氣的氯氣（＜ 50℃ ） 582～ 698 814～ 1163 467～ 814 290～ 698 116～ 467 233～ 582 198～ 233 233～ 465 116～ 349 58～ 233 2326～ 4652 1745～ 3489 1163～ 1071 582～ 2908 582～ 1193 291～ 582 114～ 349 582～ 1163 116～ 349 58～ 174 582～ 1163 174～ 349 畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 管程 殼程 總傳熱系數(shù) /[W/（ m3s 中有機物 μ=～ 1mPas 有機溶劑 μ=～ s 重有機物 μ＞ 1mPas 水 水 水 水 水 水（流速為 ～ ） 水（流速較高時） 輕有機物 μ＜ s 有機物 μ=～ 1mPas 水溶液 μ＞ 2mPas 重有機物 μ＞ 1mPa℃ ） 水（流速為 ～ ） 水 冷水 冷水 冷水 鹽水 有機溶劑 輕有機物 μ＜ 選擇時，除要考慮流體的物性和操作條件外，還應(yīng)考慮換熱器的類型。mt? =??????3040 40140ln)3040()40140( ℃ 而此時，我們有： 0 304011 12 ??????? tT ttP 103040 4014012 21 ??????? tt TTR 式 中 T1， T2——熱流體 （煤油）的進(jìn)出口溫度， K 或 ℃ ； t1， t2——冷流體（自來水）的進(jìn)出口溫度， K 或 ℃ ； 由圖 419（參見天津大學(xué)出版社的《化工原理（上冊修訂版）》 233 頁）可查得：t?? =﹥ ，所以，修正后的傳熱溫度差為： mt? = 39。 在定性溫度下，分別查取管程和殼程流體 (冷卻水和煤油 )的物性參數(shù)，見下表： 密度 /（㎏ /m3） 比熱容 /（ kJ/kg?℃ ） 粘度 /（ Pa?s） 導(dǎo)熱系數(shù) /（ W/m?℃ ） 煤油 825 104 水 (35℃ ) 994 104 計算總 傳熱系數(shù) 煤油的流量 已知要求處理能力為 15 萬噸煤油每年（每年按 330 天計，每天 24 小時連續(xù)運行），則煤油的流量為： Wh=100000t/（ 33024） =12626kg/h Wh——熱流體的流量， kg/h； 熱流量 由以上的計算結(jié)果以及題目已知，代入下面的式子，有： Q= )( 21 TTcW phh ? =12626kg/h?℃ (14040) ℃ =778603W 平均傳熱溫差 計算兩流 體的平均傳熱溫差 暫時按單殼程、多管程計算。 畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 確定物性數(shù)據(jù) 定性溫度：對于一般氣體和水等低黏度流體，其定性溫度可取 流體進(jìn)出口溫度的平均值。由于循環(huán)冷卻水較易結(jié)垢，若其流速太低，將會加快污垢增長速度，使換熱器的熱流量下降，考慮到散熱降溫方面的因素，應(yīng)使循環(huán)自來水走管程，而使煤油走殼程。 管程安排 (流動空間的選擇 )及流速確定 已知兩流體允許壓強降不大于 100kPa；兩流體分別為煤油和自來水。在設(shè)計或選型時，如果有幾種換熱器都能完成生產(chǎn)任務(wù)的需要，這一標(biāo)準(zhǔn)就尤為重要了。設(shè)備與部件應(yīng)便于運輸與拆卸，在廠房移動時不會受到樓梯、梁、柱的妨礙，根據(jù)需要可添置氣、液排 放口，檢查孔與敷設(shè)保溫層。 （ 2）安全可靠 換熱器是壓力容器，在進(jìn)行強度、剛度、溫差應(yīng)力以及疲勞壽命計算時，應(yīng)遵循我畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 國《鋼制石油化工壓力容器設(shè)計規(guī)定》和《鋼制管殼式換熱器設(shè)計規(guī)定》等有關(guān)規(guī)定與標(biāo)準(zhǔn)。隨著換熱器在工業(yè)生產(chǎn)中地位和作用不同，換熱器的類型也多種多樣，不同類型的換熱器自然有各自不同的優(yōu)缺點與性能；所以在換熱器的設(shè)計中，首先應(yīng)根據(jù)工藝要求選擇使用的類型，然后計算換熱所需傳熱面積，并確定換熱器的結(jié)構(gòu)尺寸。換熱器的設(shè)計、制造、結(jié)構(gòu)改進(jìn)及傳熱機理的研究十分的活躍。在化工廠，換熱器的費用約占總費用的 10%20%，在煉油廠約占總費用的 35%40%。這種熱補償方法簡單，但不宜用于兩流體溫度差太大（不大于 70℃ ）和殼方流體壓強過高（一般不高于 600kPa）的場合。當(dāng)兩流體的溫度差較大時，應(yīng)考慮熱補償。 固定管板式即兩端管板和殼體連結(jié)成一體，因此它具有結(jié)構(gòu)簡單造價低廉的優(yōu)點。其中間壁式換熱器應(yīng)用最廣泛，如表 21 所示。 在不同溫度的流體間傳遞熱能的裝置稱為熱交換器，即簡稱換熱器，是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設(shè)備。換熱器在其他部門如動力、原子能、冶金、食品、交通、環(huán)保、家電等也有著廣泛的應(yīng)用。 關(guān)鍵詞 : 換熱器 管箱 殼體 管板 封頭 畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 目 錄 1 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 .......................................... 1 題目 ..................................................................................................................... 1 任務(wù)及操作條件 .................................................................................................... 1 列管式換熱器的選擇與核算 .................................................................................. 1 2 概述 ................................................... 2 換熱器概述 ........................................................................................................... 2 固定管板式 ........................................................................................................... 3 設(shè)計背景及設(shè)計要求 .............................................................................................. 4 設(shè)計背景 ........................................................................................................ 4 設(shè)計要求 ........................................................................................................ 4 3 熱量設(shè)計 ................................................ 6 初選換熱器的類型 ................................................................................................ 6 管程安排 (流動空間的選擇 )及流速確定 .................................................................. 6 確定物性數(shù)據(jù) ....................................................................................................... 7 計算總傳熱系數(shù) .................................................................................................... 7 煤油的流量 ..................................................................................................... 7 熱流量 ............................................................................................................ 7 平均傳熱溫差 ................................................................................................. 7 冷卻水用量 ..................................................................................................... 8 總傳熱系數(shù) K.................................................................................................. 8 計算傳熱面積 ....................................................................................................... 11 4 機械結(jié)構(gòu)設(shè)計 ........................................... 12 管徑和管內(nèi)流速 ................................................................................................... 12 畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 管程數(shù)和傳熱管數(shù) ............................................................................................... 12 平均傳熱溫差校正及殼程數(shù) ................................................................................. 12 殼程內(nèi)徑及換熱管選型匯總 ................................................................................. 13 殼體內(nèi)徑 ....................................................................................................... 13 換熱管的選型匯總 ......................................................................................... 14 折流板 ................................................................................................................. 15 接管 ..................................................................................................................