【正文】 水蒸汽冷凝 重油沸騰 425~140 則有估算的傳熱面積： mtK QA m ?? ?????? 計 計算工藝結構尺寸 （ 1） 管徑和管內(nèi)流速 ① 管徑 選擇管徑時，應盡可能使流速高些，但一般不應超過規(guī)定的流速范圍。 根據(jù)兩側(cè)流體變溫下的溫度差變化情況，可分為逆流、并流、錯流和折流。在變溫傳熱中，沿傳熱面溫度差是變化的，所以在傳熱計算中需要求出傳熱過程的平均溫度差 mt? 。 KWTTCmQhhh )4055()( 21 ????????? ? 熱負荷： KW hlh )%51(%)51( ???????? (2) 冷卻水用量的計算 由 )()(%51 1221 ttCmTTCmQ cchh ???????? ??）（ 有， hkgttC TTCmm c hhc /)1035( )4055()( )( 12 21 ??? ??????? ????? ? ? 傳熱平均溫度差的計算 根據(jù)間壁兩側(cè)流體溫度沿傳熱面是否有變化，即是否有升高或降低，可將傳熱分為恒溫傳熱和變溫傳熱兩類。 S h? ? c? ? 導熱系數(shù) mW/ （ 2） 選擇流徑 循環(huán)水相對比較潔凈，選擇循環(huán)水走殼程，冷卻水走管程，既有利于冷卻水冷卻效率高，也可借助外界溫度加速循環(huán)水冷卻。但溫度很高的流 體，其熱能可以利用，宜選管程，以減少熱損失。 ⑥ 蒸氣冷凝宜走殼程，以利于排出冷凝液。 ④ 為增大對流傳熱系數(shù)，需要提高流速的流體宜走管程，因管程流通截面積一 般比殼程小，且做成多管程也較容易。 ② 腐蝕性流體宜走管程，以免殼體和管束同時被腐蝕。 3 換熱器的工藝設計 工藝計算 流徑選擇 （ 1） 選擇原則 ① 不清潔或易結垢的流體宜走容易清洗的一側(cè)。因此初 步確定選擇用固定管板式換熱器。 圖 26 釜式重沸器 選擇換熱器的類型 兩流體溫度變化情況： 熱流體（循環(huán)水）進口溫度： 55℃，出口溫度 40℃； 冷流體（冷卻水）進口溫度： 10℃，出口溫度 35℃； 對于黏度較低的流體，其定性溫度可取流體進出口溫度的平均值。產(chǎn)氣量大、蒸氣品質(zhì)要求高者蒸發(fā)空間大，否則可以小些。 圖 24 填料函雙殼程換熱器 6 圖 25 填料 函分流式換熱器 （ 5） 釜式重沸器 釜式重沸器的結構如圖 26 所示，這種換熱器的管束可以為浮頭式、 U 形管式和固定管板式結構，所以它具有浮頭式、 U 形管式換熱器的特性。 因填料處易產(chǎn)生泄漏，填料函式換熱器一般適用于 MPa4 以下的工作環(huán)境，且不適用于易揮發(fā)、易燃、易爆、有毒及貴重介質(zhì)，使用溫度也受填料的物性限制。由于采用填料函式密封 結構，使得管束在殼體軸向可以自由伸縮，不會產(chǎn)生殼壁與管壁熱變形差而引起的熱應力。特別適用于管內(nèi)走清潔而不易結垢的高溫、高壓、腐蝕性大的物料。當管子泄漏損壞時，只有管束外圍處的 U 形管才便于更換，內(nèi)層換熱管壞了不能更換，只能堵死，而壞 5 一 根 U 形管相當于壞兩根管，報廢率較高。當殼體與 U 形換熱管有溫差時，不會產(chǎn)生熱應力。適用于殼體和管束之間壁溫差較大或殼程 介質(zhì)易結垢的場合。管束與殼體的熱變形互不約束，因而不會產(chǎn)生熱應力。 4 圖 21 固定管板式換熱器 （ 2）浮頭式換熱器 浮頭式換熱器的典型結構如圖 22 所示，兩管板中只有一端與殼體固定，另一端可相對殼體自由移動，稱為浮頭。這種換熱器適用于殼側(cè)介質(zhì)清潔且不易結垢并能進行清洗，管、殼程兩側(cè)溫差不大或溫差較大但殼側(cè)壓力不高的場合。 （ 1）固定管板式換熱器 固定管板式換熱器的典型結構如圖 21 所示，管束連接在管板上，管板與殼體焊接。對于低雷諾數(shù)下 ）（ 1000?eR 的傳熱螺旋折流板效果更為突出。在相同流速時殼程流動壓降小 。在氣一水換熱的情況下傳遞相同熱量時該換熱器可減少 %40~%30 的傳熱面積節(jié)省材料 %30~%20 。相鄰折流板的周邊相接與外圓處成連續(xù)螺旋狀。螺旋折流板換熱器是最新發(fā)展起來的一種管殼式換熱器是由美國 ABB 公司提出的。 隨著動力、石油化工工業(yè)的發(fā)展，其設備也繼續(xù)向著高溫、高壓、大型化 方向發(fā)展。鋼鐵行業(yè)和化工行業(yè)的發(fā)展都將為換熱器行業(yè)提供更加廣闊的發(fā)展空間。近年來國內(nèi)在節(jié)能增效等方面改 進換熱器性能，提高傳熱效率，減少傳熱面積降低壓降，提高裝置熱強度等方面的研究取得了顯著成績。 在這次的設計中，要求有：（ 1）合理地實現(xiàn)所規(guī)定的工藝條件，應根據(jù)熱力學參數(shù)和物理化學性質(zhì)進行相關計算，經(jīng)過反復比較，使所設計的換熱器具有盡可能小的傳熱面積，在單位時間內(nèi)傳遞盡可能多的熱量；（ 2）安全可靠， 在進行強度、剛度、溫差應力以及疲勞壽命計算時，應遵照我國 GB 1511999《管殼式換熱器》等有關規(guī)定與標準；（ 3）有利于安裝、操作與維修，設備與部件應便于運輸與拆裝，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，檢查孔與敷設保溫層；（ 4）經(jīng)濟合理，以整個系統(tǒng)中各種設備為對象進行經(jīng)濟核算或設備的優(yōu)化。 通過這次設計，幫助我們復習和鞏固了以往學習過的知識，提高了綜合運用專業(yè)知識分析和解決實際問題的能力，并對換熱器有了一個深入的了解。在換熱器向高參數(shù)、大型化發(fā)展的今天，管殼式換熱器仍占主導地位，其可靠性和可能性已被充分證明，也更顯示其獨有的長處。 本設計是有關管殼式換熱器類型中的一種，管殼式換熱器具有可靠性高、適用性廣等優(yōu)點，在各工業(yè)領域中得到最為廣泛應用。特別是在水資源缺乏的今天，循環(huán)水冷卻器可以節(jié)約大量寶貴的水資源，同時，也可 以影響企業(yè)的經(jīng)濟損失。它的作用是通過溫度相對較低的水來把其他設備所產(chǎn)生的熱量帶走，從而使設備部分的溫度保持在一個生產(chǎn)所需要的水平，使設備正常工作。在繼續(xù)提高設備熱效率的同時，促進換熱設備的結構緊湊性，產(chǎn)品系列化、標準化和專業(yè)化，并朝大型化的方向發(fā)展是非常重要的。換熱器因而面臨著新的挑戰(zhàn)。在日常生活中隨處可見，因此換熱器的研究備受世界各國政府及研究機構的高度重視，在全世界第一次能源危機爆發(fā)以來，各國都在下大力量尋找新的能源及在節(jié)約能源上研究新的途徑。例如，煙道氣（約C?300~200 ）、高爐爐氣（約 C?1500 ）、需要冷卻的化學反應工藝氣（ C?1000~300 ）等的余熱，通過余熱鍋爐可生產(chǎn)壓力蒸汽，作為供熱、供氣、發(fā)電和動力的輔助資源，從而提高熱能的總利用率，降低燃料消耗和電耗，提高工業(yè) 生產(chǎn)經(jīng)濟效益 [9]。 在工業(yè)生產(chǎn)中，換熱設備的主要作用是由溫度較高的流體傳遞給溫度較低的流體，使流體溫度達到工藝過程規(guī)定的指標，以滿足工藝過程 上的需要。它是化工、煉油、動力、食品、輕工、原子能、制藥、機械及其他許多工業(yè)部門廣泛使用的一種通用設備。 [關鍵詞 ]： 換熱器、換熱面積、管板、換熱管。根據(jù)設計任務，完成對換熱面積、總換熱系數(shù)等工藝參數(shù)的確定，同時進行換熱面積、壁溫和壓力降的核算。固定管板式換熱器屬于管殼式換熱器的一種，是利用間壁使高溫流體和低溫流體進行對流傳熱從而實現(xiàn)物料間的熱量傳遞。因此，循環(huán)水冷卻器的設計對企業(yè)的生產(chǎn)是很重要的，它很可能影響企業(yè)的經(jīng)濟損失，對其的設計具有很強的實際意義 。 循環(huán)水冷卻器是換熱設備中的一種，是企業(yè)生產(chǎn)中的重要設備。其中以管殼式換熱器應用更為廣泛。 本科畢業(yè)設計 循環(huán)水冷卻器設計 學 院 完整版 微信號 taojiayuan2020 學 號 taojiayuan2020 學生姓名 指導教師 循環(huán)水冷卻器設計 [摘要 ]： 傳熱過程是化工生產(chǎn)過程中存在的及其普遍的過程，實現(xiàn)這一過程的換熱設備種類繁多，是不可缺少的工藝設備之一 。由于使用條件不同，換熱設備可以有各種各樣的型式和結構?，F(xiàn)在，它被當 作一種傳統(tǒng)的標準換熱設備在很多工業(yè)部門中大量使用，尤其在化工、石油、能源設備等部門所使用的換熱設備中仍處于主導地位。它的作用是通過溫度相對較低的水來把其他設備所產(chǎn)生的熱量帶走，從而使設備部分的溫度保持在一個生產(chǎn)所需要的水平，使設備正常工作。 本設計是對管殼式換熱器中固定管板式換熱器的研究。在本設計中以 GB 1502020《壓力容器》、 GB 1511999《管殼式換熱器》等標準和《固定式壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》為依據(jù)，并參考《換熱器設計手冊》，首先通過方案的論證，確定物料的物性參數(shù)，再結合工作條件，選定換熱器的形式。再根據(jù)工藝參數(shù)進行機 械設計，機械設計主要包括對筒體、管箱、管板、折流板、封頭、換熱管、鞍座及其它零部件，如拉桿、定距管等的計算和選型等，并進行必要的強度核算，最后運用AutoCAD 繪制固定管板式換熱器的裝配圖及零部件圖，并編寫說明書。 Circulating water cooler design [Abstract]: The heat transfer process is the chemical production process of existence and its general process, heat equipment for this process is various, is one of the indispensable process equipment. Due to the use of different conditions, heat exchange equipment can have various types and structure. The tubular heat exchanger applied more widely. Now, it is regarded as a kind of traditional standard heat exchange equipment widely used in many industrial departments, especially used in chemical, petroleum, energy equipment transfer equipment is still in a dominant position. Circulating water cooler is a change of thermal equipment, is the important equipment in the production. It is the role of the relatively low temperature water to take away the heat generated by the other device, so as to make part of the temperature is maintained at the required a production level, so that the normal operation of the equipment. Therefore, the production design of circulating water cooler of enterprise is very important, it is likely to affect the economic losses of enterprises, which is of great practical significance to the design. This design is for the study of fixed tube plate heat exchanger on the tube shell type. A fixed tube plate heat exchanger, belonging to the shell and tube heat exchanger, is the use of the high temperature fluid and wall temperature fluid of convective heat transfer and heat transfer between the material. In this design, the GB 1502020 , GB 1511999 pressure vessel shell and tube type heat exchanger standards and fixed pressure vessel safety technology supervision regulation as the basis, and with reference to Design Handbook heat exchanger, the scheme is demonstrated, to determine