【正文】 由 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 12 10 負(fù)偏差 mm 0 11 腐蝕裕量 mm 2 12 有效厚度 mm 10 13 設(shè)計(jì)溫度下封頭的計(jì)算應(yīng)力 MPa 127 14 校核 MPa 合格 15 設(shè)計(jì)溫度下封頭的最大允許工作壓力 [錯(cuò)誤 !未找到引用源。 +錯(cuò)誤 !未找到引用源。 MPa 16 公稱直徑 mm 筒體公稱直徑 1200 17 曲面高度 mm JB/T473795 300 18 直邊高度 mm JB/T473795 40 管程標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭厚度的計(jì)算 序號(hào) 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 數(shù)據(jù)來源及計(jì)算公式 數(shù)值 1 設(shè)計(jì)壓力 MPa 2 工作壓力 P MPa 給定 3 材料 GB1501999 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 12 9 實(shí)取名義 厚度 mm GB1511999 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 合格 殼程標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭厚度的計(jì)算 序號(hào) 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 數(shù)據(jù)來源及計(jì)算公式 數(shù)值 1 設(shè)計(jì)壓力 MPa 2 工作壓力 P MPa 給定 3 材料 GB1501999 16MnR 4 材料許用 應(yīng)力 MPa GB1501999 表 41 170 5 焊接接頭 系數(shù) 6 封頭計(jì)算 厚度 mm 7 設(shè)計(jì)厚度 mm 19 8 名義厚度 mm 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 MPa 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 12 10 負(fù)偏差 mm 0 11 腐蝕裕量 mm 2 12 有效厚度 mm 10 13 設(shè)計(jì)厚度下圓筒的計(jì)算應(yīng)力 MPa 121 18 14 校核 MPa 合格 15 設(shè)計(jì)溫度下圓筒的最大允許工作壓力 [錯(cuò)誤 !未找到引用源。 +錯(cuò)誤 !未找到引用源。 16MnR 3 材料許用應(yīng) 力 MPa GB1501999錯(cuò)誤 !未找到引用源。 14 4 管束中心排 管數(shù) 根 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 44 確定殼體直徑 序號(hào) 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 數(shù)據(jù)來源及計(jì)算公式 數(shù)值 1 換熱管中心 距 S mm GB1511999錯(cuò)誤 !未找到引用源。 2 換熱管中心 距 S mm GB1511999錯(cuò)誤 !未找到引用源。 25 2 管長 L mm 同上 5000 3 傳熱面積 《管殼式換熱器原理與設(shè)計(jì)》 325 4 換熱管根數(shù) 個(gè) 828 5 拉桿 個(gè) GB1511999錯(cuò)誤 !未找到引用源。 符合要求。 殼程壓降： 殼程允許壓降： 錯(cuò)誤 !未找 到引用源。 圖 32） 管束壓降： 取進(jìn)出口質(zhì)量流速： 進(jìn)出口壓降： 取導(dǎo)流板阻力系數(shù)： 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 10. 殼程壓降計(jì)算 殼程當(dāng)量直徑： de= 雷諾數(shù) Re1=16656 查得殼程摩擦系數(shù)： 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。2 ??? ? 24 idA ?? G 是質(zhì)量流 量， di 是進(jìn)出口接管內(nèi)徑 注意：此時(shí)流體密度為工作壓力、工作溫度下的密度 15 進(jìn)出口管處壓降為： 管程污垢校正系數(shù)為： 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 回彎壓降為： 取進(jìn)出口處質(zhì)量流速為： ??? 39。 管程數(shù) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 壁溫下水的黏度為： 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 所以 誤差不大，合適。 管壁熱阻 r 忽略 ,則總傳熱系數(shù)為： 則傳熱系數(shù)比為： 所以假設(shè)合理。 殼程污垢熱阻為 :錯(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。則弓形折流板的弓高為： 折流板間距為 : 折流板數(shù)量為： 6. 殼程換熱系數(shù)計(jì)算 殼程流通面積為： 殼程流速為： 殼程質(zhì)量流速為： 殼程當(dāng)量直徑為： 殼程雷諾數(shù)為： 13 切去弓形面積所占比例按 :錯(cuò)誤 !未找到引用源。 32 根 則殼體內(nèi)徑為： 故內(nèi)徑 Di= 則長徑比為 : 合理 。 則管子外徑 d0= 管子內(nèi)徑 di= 管子長度 =5m 則所需換 熱管根數(shù)： 可取換熱管根數(shù)為 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 初選傳熱系數(shù)： 則初選傳熱面積為： 圓整為 325m2 選用 錯(cuò)誤 !未找到引用源 。 1000/3600 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 (18080)錯(cuò)誤 !未找到引用源。 150000 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 pa 錯(cuò)誤 !未找到引用 10 源。 殼程機(jī)油黏 度 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 殼程機(jī)油導(dǎo)熱系數(shù)查物性表得 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 殼程冷水比熱查物性表得 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 殼程機(jī)油密度查物性表得 錯(cuò)誤 !未找到引用源。6 Pa 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ℃ 管程冷水黏度 錯(cuò)誤 !未找到引用源。C 管程冷水導(dǎo)熱系數(shù)查物性表得 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =!未找到引用源。 = Kg/錯(cuò)誤 !未找到引用源。 (20+80)/2=45 錯(cuò)誤 !未找到引用源。C 管程的工作壓力 錯(cuò)誤 !未找到引用源。C 管程冷水的出口溫度 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =（表壓） 殼程機(jī)油的流量 G1=150t/h 管程冷水的進(jìn)口溫度 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 殼程機(jī)油的出口溫度 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 9 第二部分、設(shè)計(jì)說明書 傳熱工藝計(jì)算 1. 原始數(shù)據(jù) 殼程機(jī)油進(jìn)口溫度 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 殼程內(nèi)可按工藝要求裝置折流板、縱向隔板等，折流板由拉桿固定，以提高換熱設(shè)備的傳熱效果。管子因滲漏而堵死后，將造成傳熱面積的損失。 U 形管式換熱器僅有一塊管板，且無浮頭，所以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)比其它換熱器便宜，管束可以從殼體內(nèi)抽出，管外便于清洗，但管內(nèi)清洗困難，所以管內(nèi)介質(zhì)必須清潔及不易結(jié)垢的物料。 對(duì)同一種型式的換熱器，由于各種條件不同，往往采用的結(jié)構(gòu)亦不相同。根據(jù)任務(wù)書所給數(shù)據(jù)，結(jié)合設(shè)計(jì)壓力（殼程 ， 管程 ），設(shè)計(jì)溫度（殼程 50℃，管程 170℃ ），主要受壓元件材料選擇 16MnR,20（鍛）。 選材原則 換熱器用鋼的標(biāo)準(zhǔn)、冶煉方法、熱處理狀態(tài)、許用應(yīng)力、無損檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及檢測(cè)項(xiàng)目均按 GB1501998 第四章及其附錄 A的規(guī)定。如在這方面考慮不周，選材不妥，不僅會(huì)影響換熱器的使用壽命，而且也大大提高設(shè)備的成本。當(dāng)然，最后還要考慮 材料的經(jīng)濟(jì)合理性。 由于我們水平和能力有限，設(shè)計(jì)時(shí)間倉促，存在不妥之處在所難免，懇請(qǐng)老師給予批評(píng)指正。對(duì)于列管式換熱器，一般要根據(jù)換熱流體的腐蝕性及其它特性來選擇結(jié)構(gòu)與材料，根據(jù)材料的加工性能，流體的壓力和溫度。其中以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)最為重要 , U型管式換熱器只有一個(gè)管板，管程至少為兩程，管束可以抽出清洗，管子可以自由膨脹。換熱器在節(jié)能技術(shù)改造中具有很重要的作用，表現(xiàn)在兩方面：一是在生產(chǎn)工藝流程中使用著大量的換熱器，提高這些換熱器效率，顯然可以減少能源的消耗；另一方面，用換熱器來回收工業(yè)余熱，可以顯著地提高設(shè)備的熱效率。 隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，能源消耗量不斷增加，能源緊張已成為一個(gè)世界性問題。在工程實(shí)踐中有時(shí)也會(huì)有兩種以上流體參加換熱的換熱器，但其基本原理與前一致。 第一部分、換熱器簡(jiǎn)介及選擇 換熱器簡(jiǎn)介 在不同溫度的流體間傳遞熱能的裝置稱為熱交換器，簡(jiǎn)稱換熱器。在同樣直徑情況下 ,Ｕ形管換熱器的換熱面積最大 ； 它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、密封性能高 , 檢修、清洗方便、 在高溫、高壓下金屬耗量最小、造價(jià) 7 最低 。浮頭式換熱器由于管束的熱膨脹不受殼體的約束，而且可拆卸抽出管束，檢修更換換熱管、清理管束和殼程污垢方便，因此，浮頭式換熱器應(yīng)用最廣泛，在油田儲(chǔ)運(yùn)集輸系統(tǒng)中， 60%～70%的換熱器為浮頭式換熱器。固定管板式換熱器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、造價(jià)低，每根換熱管可以單獨(dú)清洗和更換，在結(jié)構(gòu)尺寸相同的條件下，與浮頭式和 U形管式換熱器相比，換熱面積最大。用拉桿和定距管將折流板與管子組裝在一起。管子兩端固定在管板上，并將殼程和管程的流體分開。 列管式換熱器適用于化工、石油、醫(yī)藥、食品、輕工、冶金、焦 化等行業(yè)的液和液 ,汽和汽 ,汽和液的對(duì)流傳熱 ,蒸汽冷凝和液體蒸發(fā)傳熱等換熱冷凝流程。 換熱器分類方式多樣 ,按照其工作原理可分為 :直接接觸式換熱器、蓄能式換熱器和間壁式換熱器三大類 ,間 壁式換熱器又可分為 列 管式和板殼式換熱器兩類 ,其中 列 管式換熱器以其高度的可靠性和廣泛的適應(yīng)性 ,在長期的操作過程中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn) ,其設(shè)計(jì)資料比較齊全 , 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各種不同型式和種類的換熱器發(fā)展很快，新結(jié)構(gòu)、新材料的換熱器不斷涌現(xiàn)。近幾年由于新技術(shù)發(fā)展和新能源開發(fā)利用，各種類型的換熱器越來越受到工業(yè)界的重視，而換熱器又是節(jié)能措施中較為關(guān)鍵的設(shè)備，因此，無論是從工業(yè)的發(fā)展，還是從能源的有效利用，換熱器的合理設(shè)計(jì)、制造、選型和運(yùn)行都具有非常重要的意義。 關(guān)鍵詞： U型管換熱器，結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度，設(shè)計(jì)計(jì)算 2 UTUBE HEAT EXCHANGER DESIGN ABSTRACT This paper introduces the Utube heat exchanger design and calculation. Utube heat exchanger has only one tube sheet, tubes are fixed at both ends of boards in the same tube, and tubes could telescopic freely, nonthermal stress, thermal performance and pensation。換熱器采用雙管程，不銹鋼換熱管 制造。 U 型管式換熱器的主要結(jié)構(gòu)包括管箱、筒體、封頭、換熱管、接管、折流板、防沖板和導(dǎo)流筒、防短路結(jié)構(gòu)、支座及管殼程的其他附件等。 1 U 型管式換熱器設(shè)計(jì) 摘要 本文介紹了 U型管換熱器的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算。 U 型管換熱器僅有一個(gè)管板，管子兩端均固定于同一管板上，管子可以自由