【正文】 不銹鋼 封頭壁厚 4~8 10~18 ≥20 3~9 10~18 ≥20 直邊高度 25 40 50 25 40 50 依據(jù)以上相關(guān)資料和本設(shè)計(jì)的實(shí)際需求考慮 ， 換熱器封頭 選擇為 DN=400mm， 設(shè)備的 制作 材質(zhì)使用 ，換熱器 的 封頭的厚度 值選擇為 8mm，直邊 ho選擇為 25mm 的大小 。 封頭的選?。簷E圓形的封頭 JB/T4737． 95 高 ho的 小 圓筒 （直邊） 和長(zhǎng) 半軸、 短半軸 大小依次為 a， b 的半橢圓 一起組成 了 換熱設(shè)備的 橢圓形 封頭。 12 由以上所列 的圖表 可以做出分析 ， 6mm 的大小能夠被用來當(dāng)做設(shè)備 殼體 以及 管箱殼體的壁 的 厚 度值 ， 同時(shí)以前面所列的 公稱壓力和 設(shè)備所用的材料 來 分析 的話，最 后取 8mm 當(dāng)做設(shè)備的 殼體 以及 管箱殼體的 適宜 厚度。 所以 ????? CSS d 同時(shí)壁厚的負(fù)偏差是 C1=，所以 Sd+C1=。 如若取設(shè)備 的工作壓力 與其設(shè)計(jì)的壓力 數(shù)值相等 ，那么 pc=， 此種設(shè)備的 焊接接頭的 系數(shù) 為 φ=。C 下 [σ]t=113MPa。因此可以選 Q235． A 碳素鋼板 材質(zhì)來制作器件。但是如若期望采用 旋壓 式的 封頭， 那么能夠選取 100mm 當(dāng)做 直徑系列 的一個(gè)均等差 。 設(shè)備所對(duì)應(yīng)的 直徑 種類要能夠與換熱器封頭、連接法蘭的 種類相配合 ， 如此可以更好的選擇 法蘭和封頭的構(gòu)型 。 對(duì)于那些 小于 400mm 直徑 的設(shè)備 ， 殼體 往往選擇采用 管材和管箱 。 標(biāo)準(zhǔn)換熱器選取為： 公稱直徑 DN=400mm； 公稱壓力： 換熱器 管程 為 ， 而其 殼程 也為 ； 管程數(shù)： 4程； 總管數(shù)： 188； 10 中心一行管數(shù)： 13； 管長(zhǎng)： 3m； 管程流通面積： ； 計(jì)算換熱面積： ； 殼體和 封頭的設(shè)計(jì) 壁厚的確定 管殼式換熱器外殼主要是由封頭、管箱殼體和殼體三部分組成。 管程 接管計(jì)算 接管內(nèi)流速選取為 u=，那么其直徑為： mmmuVd 998?????? ? 所以選取接管 d=150mm。s 法計(jì)算換熱器壓降 換熱管的橫截面面積 )( 260s mBDt dtA s ?????????? ? 那么，換熱器殼側(cè)的質(zhì)量流速為 ))/(( 1 3 6 00 2 626 2mskgAMGSOs ???? 8 則換熱器殼側(cè)的流體流速為 )/(835 smG OSs ??? ? 換熱器殼體的當(dāng)量直徑為 mmdtdd ooe )()( 2222 ?????? 其雷諾數(shù)為 9 2 9109 43 ?? ????? ??iese dGR ? 通過查找殼側(cè)阻力因子圖可得 foj =10． 2 取 w??? ，流體粘度 有關(guān)的 影響 可以被忽視掉 ， 使用 進(jìn)口 處的物料流動(dòng)速度 ，其壓強(qiáng)降 低了 50%， 但 )(28 ????????wseSfoS uBLdDjP ??? PauBLdDjPwseSfoS 4 6 62101003)(282322?????????????????????? 所以，換熱器的殼側(cè)壓強(qiáng)降是 換熱器管側(cè)壓強(qiáng)降 雷諾數(shù)為 2 5 7 4 6 43 ?? ????? ??iiiie duR ? ? 根據(jù)殼側(cè)阻力因子圖可以查得 fij =10． 3 換熱管壓強(qiáng)降為： k P aPaudLjNP mwifiPt1414 2402)10*20(42)(82332?????????????????????????? ??? 9 換熱裕度 實(shí)際 生產(chǎn)所需的換熱面積為： 2301 )13188()()( mNNLdF rt ???????????? ?? 換熱器 換熱 裕度 由公式可得 ： %19% %1000 01 ??????? F FFH 所以，換熱面積裕度符合要求，設(shè)備可以滿足生產(chǎn)要求。 換熱器殼側(cè)壓強(qiáng)降 1） 折流板計(jì)算 DS=Db+13=408+13=421mm 選 DS=400mm 選擇折流板為 25%圓缺度的圓缺型的折流板。K/W 選擇 換熱 管 管壁 的導(dǎo)熱系數(shù) 是 λ=45 W / (m 管內(nèi)給熱系數(shù) 換熱管的橫截面積 )1020(444 2321 ???????? ??? ti NdAm2 換 熱管內(nèi)部的流速 )/(0 1 4 smAWu c ????? ? ))/(()(4300/)(4200 KmWdut i ??????????? 傳熱核算 水污垢的熱阻選取為 siR =10． 4 m2m) 131932r ???N 6/13/134 26/1312o 13) ()( ???? ???? ???????? rh Ng???? =(m2o=910． 4 Nk） 導(dǎo)熱 的 系數(shù) λo= W/(mC 176。1000=（ 100． ） 500 所以： Tw =176。C) 換熱器管程的平均溫度： t=(15+40)/2=(176。K)。 傳熱面積初值的計(jì)算 總傳熱系數(shù)選取為 K=500W/(m2.176。 換熱管管束的排列：采用正三角形。 mtm tt ????? ?? =54=44176。C) 其中 Δt1=T1． t2， Δt2=T2． t1。s/m2 密度 ρi =990 kg/m3 定壓比熱容 C i = kJ/（ kgk) 粘度 181。k） 水在溫度 176。o=10． 4 NC 下的相關(guān)物性數(shù)據(jù)是 : 導(dǎo)熱系數(shù) λo= W/(mC) 流體 物料 循環(huán)冷卻 水在 換熱器 中的定性溫 度： t=(15+40)/2=(176。C， t2=40176。C， T2=50176。 確定物料的物性數(shù)據(jù) 物料的 定性溫度 以熱交換裝置內(nèi)流動(dòng)物料在設(shè)備進(jìn)口以及出口處的溫度的平均值來表示 。 于此時(shí)，在換熱器 殼程內(nèi) 流動(dòng) 的 高溫 煤油 可以和 空氣進(jìn)行有效的熱傳遞 ， 這在本質(zhì) 上 加大了 換熱器 裝置本身 的 熱交換 強(qiáng)度 ， 提供儀器設(shè)備的利用 效率。綜合考慮清洗、操作、維修等各類因素，確定設(shè)計(jì)為固定管板式的列管式換熱器。C， 而 其出口 處則為 40176。C，其出口 處 的溫度 則 為 50176。 2. 換熱器設(shè)計(jì) 在理論知識(shí)及專業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容的學(xué)習(xí)后，進(jìn)行下面的列管式換熱器設(shè)計(jì)。 ③ 壓力較大的流體 換熱器的換熱管耐壓力比較強(qiáng)，可以降低換熱器殼體對(duì)密封性的要求。 選擇管程的流體： ① 相對(duì)清潔度較低的流體 在管字內(nèi)部的流速較高情況下，懸浮物很難沉積，管字內(nèi)空間也可以比較方便的清洗。 ④ 有毒性的傳熱媒介，必需做到嚴(yán)格密封。 ② 管、殼程流體的選擇要利于設(shè)備的清洗和設(shè)備的維修。 優(yōu)點(diǎn)：換熱器設(shè)備多提供的單位體積比傳熱面積較大，設(shè)備結(jié)構(gòu)堅(jiān)固實(shí)用，結(jié)構(gòu)材料可選擇的范圍較大，操作省時(shí)省力，在許多的大型生產(chǎn)裝置中被廣泛采用。 列管式換熱器是生產(chǎn)中非常 典型的間壁式換熱器， 因此它的別稱 是管殼式換熱器。 列管式換熱器主要 是 由 換熱 殼體、封頭、折流擋板、 換熱 管板、換熱管等 器件 組成。間壁式、流體連接間接式、蓄熱式、混合式換熱器；以及冷卻器、預(yù)熱器、過熱器、加熱器、蒸發(fā)器等各種類型 是 目前換熱器主要 的一些設(shè)計(jì)形式 。 隨著人們?cè)O(shè)計(jì)水平的 提高，生產(chǎn)中出現(xiàn)了各色的專業(yè) 換熱 設(shè)備 。同時(shí)，一些新穎的、效能高的換熱器也相繼投入生產(chǎn)。隨著我國(guó) 和諧發(fā)展、綠色發(fā)展理念的提出 ， 社會(huì)生產(chǎn)中 對(duì)能源利用的要求 變得越來越高 ， 因此社會(huì)生產(chǎn)中需要更 高效 能 的 專業(yè) 換熱 設(shè)備 。 在生產(chǎn)的許多行業(yè)中廣泛使用各類換熱器，是眾多行業(yè)的通用型設(shè)備，對(duì) 實(shí)踐生產(chǎn)非常重要。 本設(shè)計(jì)的目的是設(shè)計(jì)年處理能力為 10萬噸煤油的列管式換熱器，達(dá)到結(jié)構(gòu)合理、安全可靠、成本低，傳熱效率高、流體阻力小、制造、安裝、檢修方便、節(jié)省物力和財(cái)力的效果。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 設(shè)計(jì)題目： 列管式煤油換熱器設(shè)計(jì) 設(shè) 計(jì) 人： 專業(yè)班級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)老師： 二 〇 年 月 日 設(shè)計(jì)任務(wù)書 （一）設(shè)計(jì)條件： 1．煤油：入口溫度： 150℃ ，出口溫度： 50℃ ； 2．冷卻介質(zhì)，循環(huán)水 (P 為 ，進(jìn)口溫度 15℃ ，出口溫度 40℃ ） 3．允許壓強(qiáng)降：不超過 *105Pa 4．每年按 330 天計(jì)；每天 24h 連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn) 5．處理能力： 100000t/年 煤油 6．設(shè)備型式：列管式換熱器 （二）設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 1．根據(jù)換熱任務(wù)和相關(guān)要求確定設(shè)計(jì)方案 2. 初步確定換熱器的結(jié)構(gòu)和尺寸 3. 核算換熱器的傳熱面積和流體阻力 4．確定換熱器的工藝結(jié)構(gòu)， 繪制總裝圖 5. 完成設(shè)計(jì)說明書 1份（不少于 8000 字），設(shè)計(jì)思路明確，層次分明，內(nèi)容詳盡嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)，書寫規(guī)范 （三）參考書目 [1]譚天恩 ?化工原理 (第二版 )下冊(cè) ?北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 1998 [2]柴誠(chéng)敬 ,劉國(guó)維 ?化工原理課程設(shè)計(jì) ?天津：天津科學(xué)技術(shù)出版社， 1994 [3]賈紹義 ,柴敬誠(chéng) ?化工原理課程設(shè)計(jì) ?天津：天津大學(xué)出版社， 2020 [4] 夏清， 姚玉英 ,陳常貴 ,等 . 化工原理 [M]. 天津： 天津大學(xué)出版社 ， 2020 [5] 華南理工大學(xué)化工原理教研組 . 化工過程及設(shè)備設(shè)計(jì) [M]. 廣州： 華