【正文】 (106) 兩臺(tái)管程 總阻力 7 7 8 71 0 0 02 5 8 5N ??????????? PPPP rit (107) 第二章 熱力計(jì)算 18 理想管束摩擦系數(shù) ?kf （查圖 ） (108) 理想管束錯(cuò)流段阻力 )/(24221122???? ?????? ?wccskbk ANMfP ??? (109) 理想管束缺口處阻力 )()(2212???? ??????? cwcbswk NAAMP? (1010) 旁路校正系 數(shù) ?bR （查圖 ） (1011) 折流板泄漏校正系數(shù) ?R （查圖 ） (1012) 折流板間距不等的校正系數(shù) 1?sR (1013) 殼程總阻力 ? ?? ?Pa4 9 5 6 4 91)12 ()134()1(2)1( 1bk???????????????????????? sccwbbkwkbbbs RNNRPRPNRPNP (1014) 對(duì)于相同的雷諾數(shù)，殼程摩擦系數(shù)大于管程摩擦系數(shù)，因?yàn)榱鬟^(guò)管束的流動(dòng)有加速、方向變化等。 殼程雷諾數(shù) 16 5853 61 011 ??? ??? ?sAdM? (814) 理想管束傳熱因子 ?Hj （由圖 ） (815) 折流板缺口校正因子 ?cj （由圖 ） (816) 折流板泄漏校正因子 ?j (817) 旁通校正因子 ?bj （查圖 ） (818) 殼程傳熱因子 0 2 4 0 3 ?????? bcH jjjjj (819) 殼程質(zhì)量流速 ? ?sm/kg20 6106 21 ???? ss AMG (820) 殼側(cè)壁面溫度 C45owt ? (假定 ) (821) 壁溫下對(duì)二甲苯粘度 )sm/( 8 4 6w1 ??? ?? (822) 殼側(cè)換熱系數(shù) ? ? ??? ?? 1 4 4 3) 8 4/4 5 6( 3 02 0 6 10 0 2 4 ?????? ?W/(m178。 殼程流通截面積 ????? cbs AAA m178。兩塊管板與端部?jī)蓧K折流板的距離通常大于中間一些這流板的距離，以便為殼程進(jìn)出 口提供額外空間?！?)（ 63） 殼程結(jié)構(gòu)及殼程計(jì)算 折流板形式 弓形（弓形折流板的缺口和板間距的大小是影響傳熱效果和壓降的兩個(gè)重要因素。 下列公式可用來(lái)粗估內(nèi)徑： bsbD s ???? 2)1( （ 516） 式中 b? －管束中心線上最外層管中心至殼體內(nèi)壁的距離，一般取0)~1( db ?? （ 0d ） 管程計(jì)算 管程接管直徑 22 ???? ??MD mm （ 61） 5350?? （按鋼管標(biāo)準(zhǔn)取值） 管程雷諾數(shù) 2069010725 62222 ?? ???? ???? id （ 62） 管程換熱系數(shù) 、 ??????? id?? W/(m178。在多管程熱交換器中，分程隔板和縱向隔板所占位置也增大了殼體內(nèi)徑。 （ 513） 管束中心至最外層管中心距離 管束外緣直徑 ?????LD m （ 514） 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 殼體內(nèi)徑 7 3 0 0 8 7 3 ?????? bDD Ls m（按 GB151— 1999 規(guī)定，取標(biāo)準(zhǔn)直徑 ） （ 515） 在確定殼體直徑時(shí)，應(yīng)先確定內(nèi)徑，殼體內(nèi)徑與管子的排列方式密切相關(guān)。 管程所需流通截面 2 ???? ??MA tm178。如果所允許的壓降不是有生產(chǎn)條件來(lái)決定，則可根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較來(lái)確定最佳流速（或最經(jīng)濟(jì)流速），這時(shí)設(shè)備的投資費(fèi)用與運(yùn)行費(fèi)用之和最低。 因此，所選擇的流速要盡量使流體呈湍流狀態(tài)，以保證設(shè)備在較大的傳熱系數(shù)下進(jìn)行熱交換，為避免產(chǎn)生過(guò)大的壓降，才不得不選用層流狀態(tài)下的流速。例如同在湍流狀態(tài)下比較，管內(nèi)流動(dòng)時(shí)的 ??ia ，管外流動(dòng)時(shí)的 ~ ??a ，而 ???P 。 管程內(nèi)水的流速 ?? m/s（選用） （ 53） 選擇恰當(dāng)?shù)牧魉賹?duì)于熱交換器的正常操作具有重要的意義。此外管徑減小將增加管數(shù)，這就使管子與管板連接處的泄漏的可能性增大：最后，管徑越小，越易積垢。或者說(shuō)，當(dāng)傳熱面一定是，采用小管徑可使管子 長(zhǎng)度縮短。小直徑管子能使單位體積的傳熱面打，因而在同樣體積內(nèi)可布置更多的傳熱面。 估算傳熱面積 87 500 00 ??????? mtK QF m178。 (2)實(shí)驗(yàn)測(cè)定 通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的傳熱系數(shù)比較可靠，不但可為設(shè)計(jì)提供依本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 據(jù)，而且可以了解設(shè)備的性能，若能進(jìn)一步測(cè)定換熱系數(shù)，還可借以探討改善設(shè)備生產(chǎn)能力的途徑，但是實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)值一般只能在與使用條件相同的情況下應(yīng)用 (3)通過(guò)計(jì)算 在缺乏合適的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值，或需要知道比較準(zhǔn)確的數(shù)值時(shí)，傳熱系數(shù)只能通過(guò)計(jì)算?！?) （ 51） 傳熱系數(shù)主要通過(guò)以下三種方法確定： (1)選用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) 由設(shè)計(jì)者根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或參考書(shū)籍選用工藝條件相仿、設(shè)備類(lèi)型類(lèi)似的傳熱系數(shù)值作為設(shè)計(jì)依據(jù)。s) （ 311） 水的普蘭德數(shù) 418710725Pr 62 222 ????? ??? pc （ 312） 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 傳熱量及平均溫差 熱損失系數(shù) ?L? (取用 ) （ 41） 傳熱量 875)3338()( 2222 ????????? ttcMQ p kW （ 42） 對(duì)二甲苯流量 875)(1112 ???????? ttC QMPkg/s （ 43） 逆流時(shí)對(duì)數(shù)平均溫差 1222ln1222lnm inm a xm inm a x,1 ??????????tttttcm℃ （ 44） 參數(shù) P 及 R 33382122 ???????????ttttP （ 45） 33338 456022 11 ???????????ttttR （ 46） 溫差修正系數(shù) ?? （ 47） 有效平均溫差 ,1 ??????? cmm tt ℃ （ 48） 估算傳熱面積及傳熱面結(jié)構(gòu) 初選傳熱系數(shù) 300??K W/(m178。 （ 39） 水的導(dǎo)熱系數(shù) ?? W/(m℃ ) （ 35） 對(duì)二甲苯普蘭德數(shù) 43010456Pr 61 111 ????? ??? pc （ 36） 水的定性溫度 38332 222 ??????? ttt m ℃ （ 37） 水的比熱 ?pc kJ/(kg （ 33） 對(duì)二甲苯粘度 61 10456 ???? kg/(m 已知數(shù)據(jù) 對(duì)二甲苯的入口溫度 ??１t 60℃ （ 21） 對(duì)二甲苯的出口溫度 ??１t 45℃ （ 22） 冷 卻水的入口溫度 ??２t 33℃ （ 23） 冷卻水的出口溫度 ??２t 38℃ （ 24） 第二章 熱力計(jì)算 8 對(duì)二甲苯的操作壓力 ?1P （ 25） 冷卻水的操作壓力 ?2P （ 26） 冷卻水的流量 ?2M （ 27） 流體的物性參數(shù) 對(duì)二甲苯定性溫度 )4560(2 111 ??????? tttm℃ （ 31） 對(duì)二甲苯比熱 ?pc kJ/(kg 下列情況的流體在殼程流過(guò)比 較合理，即：容積流量大的流體特別是常壓下的氣體；剛性結(jié)構(gòu)熱交換器中換熱系數(shù)大的流體；高黏度流體和在層流區(qū)流動(dòng)的流體；飽和蒸汽。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 第二章 熱力計(jì)算 流體走向的選擇 在設(shè)計(jì)熱交換器時(shí)必須正確選定哪一種流體走管程，哪一種流體走殼程。模型適用于光管構(gòu)成的單相管殼式換熱器 [2728]。以 HTRI方法為基準(zhǔn)，分別采用本模型和 Cell模型對(duì) u型管式和浮頭式換熱器溫度分布情況進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)與 HTRI的計(jì)算結(jié)果比較，驗(yàn)證了該計(jì)算模型的可行性和準(zhǔn)確性。 設(shè)計(jì)方法研究 第一章 緒論 8 基于微分法，提出了一種簡(jiǎn)單但精確的單相管殼式換熱器溫度分布計(jì)算模型。 (3)給出了不同長(zhǎng)寬比的并列分置管束模型內(nèi)的速度場(chǎng)分布。 (2)長(zhǎng)寬比銳減導(dǎo)致?lián)Q熱性能下降主要是因?yàn)楫?dāng)長(zhǎng)寬比銳減的時(shí)候，換熱器中的流動(dòng)越來(lái)越是由 2個(gè)錯(cuò)流組成，傳熱過(guò)程嚴(yán)重偏離純逆流換熱。 在研究殼程多通道管殼式換熱器中并列分置管束長(zhǎng)寬比銳減對(duì)其內(nèi)部速度場(chǎng)及深度換熱性能的影響中，得出以下結(jié)論 : (1)隨著并列分置管束模型中傳熱管數(shù)目的增多、長(zhǎng)寬比銳減，換熱器的殼程阻力增大且換熱性能下降。 實(shí)驗(yàn)證明，各種強(qiáng)化傳熱結(jié)構(gòu)在不同工況下強(qiáng)化傳熱效果不同，但一般都以增大管內(nèi)阻力為代價(jià)，因而應(yīng)根據(jù)具體工況選擇 適當(dāng)?shù)姆椒?，也可以根?jù)不同強(qiáng)化傳熱結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，采用兩種或兩種以上強(qiáng)化傳熱結(jié)構(gòu)相結(jié)合的復(fù)合強(qiáng)化傳熱技術(shù)，如螺旋槽管內(nèi)插入旋向相反的扭帶，使二者取長(zhǎng)補(bǔ)短，事實(shí)證明該方法行之有效 [24]。改變傳熱面形狀的方法有多種，應(yīng)用較多、效果較顯著的有：螺旋槽紋管、橫槽紋管、縮紋管、管內(nèi)加插入物、單面縱槽管、多孔表面管、低螺紋翅片管等等 [22]。世界上主要工業(yè)國(guó)都在 20世紀(jì) 70年代開(kāi)始了強(qiáng)化技術(shù)的開(kāi)發(fā)研究工 作。 實(shí)驗(yàn)研究 目前對(duì)管殼式換熱器的研究主要有：傳熱強(qiáng)化，能量回收利用，以及為高效化，大型化的進(jìn)展所作的研究 [21] 。當(dāng)法蘭所在容器圖樣的容器的檢測(cè)未能滿(mǎn)足要求時(shí)，則該要求應(yīng)在圖樣中標(biāo)明。對(duì)長(zhǎng)頸法蘭，當(dāng)工作壓力大于或等于 倍改標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的最大允許工作壓力時(shí)，法蘭與圓筒的對(duì)接焊縫必須進(jìn)行 100%的射線或超聲檢測(cè)，按JB/~ 檢測(cè)。選用設(shè)備法蘭時(shí)，應(yīng)詳細(xì)了解 JB/T47002022 規(guī)定內(nèi)容，特別應(yīng)注意法蘭類(lèi)型、材料、溫度、墊片的關(guān)系。在管板計(jì)算時(shí)，換熱管受壓