【正文】 算，傳熱量、傳熱系數(shù)的確定和換熱器內(nèi)徑及換熱管型號(hào)的選擇，以及傳熱系數(shù)、壓降及壁溫的驗(yàn)算等問題。本設(shè)計(jì)是按照 GB151《管殼式換熱器》和 GB150《鋼制壓力容器》設(shè)計(jì)的。隨著研究的深入，工業(yè)應(yīng)用取得了令人 矚目的成果。s attention. Keywords: heat exchanger。 check。 二、傳熱工藝計(jì)算 ........................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 定性溫度及確定其物性參數(shù) .......... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 有效平均溫差計(jì)算 .................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì) .................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 總傳熱系數(shù)計(jì)算 .................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 管程壓力降計(jì)算 ................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 換熱管材料及規(guī)格的選擇和根數(shù)的確定 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 筒體內(nèi)徑的確定 .................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 筒體水壓試驗(yàn) ...................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 .................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 .................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 是否安裝膨脹節(jié)的判定： ........... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 折流板尺寸的確定： ............... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算： ................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 支座選擇 .................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 致謝 ................................................... 23 參考文獻(xiàn) ................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。這是一種典型的鋼混泥土垂直混合設(shè)備。研究了“ A”類支撐設(shè)備的風(fēng)壓，研究了不同形式下的防風(fēng)墻風(fēng)壓，研究了不同方向角下的風(fēng)壓。獲得了防風(fēng)墻和在不同方向下“ A”類支撐設(shè)備的任一截面形狀系數(shù)?；诮Y(jié)果的分析提出一些建議。 1 介紹 在設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)是非常重要的。長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)性風(fēng)的搖擺振動(dòng)會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)、支承結(jié)構(gòu)、其它部件的疲勞破壞，這些都對(duì)使安全性構(gòu)成威脅。 在大的火力發(fā)電廠空氣冷凝器支撐設(shè)備是一種新的特殊的工業(yè)結(jié)構(gòu)。由于工藝需要，防風(fēng)墻和“ A”類支撐設(shè)備需要安裝在結(jié)構(gòu)頂部。在中國(guó)結(jié)構(gòu)載荷規(guī)范中沒有關(guān)于空氣冷卻支撐結(jié)構(gòu)風(fēng)參數(shù)的數(shù)據(jù)。因此研究空氣冷卻支撐結(jié)構(gòu)風(fēng)載荷和防風(fēng)墻結(jié)構(gòu)形式非常重要。風(fēng)洞試驗(yàn)和計(jì)算流體力學(xué)（ CFD）數(shù)值模擬能夠很好的研究建筑物表面風(fēng)載荷。垂直防風(fēng)墻上空氣冷卻設(shè)備風(fēng)壓力分布依舊處于研究階段。 2 風(fēng)動(dòng)數(shù)值模擬 結(jié)構(gòu)原型 1000MW 空氣冷凝支撐設(shè)備是一種典型的鋼筋混凝土垂直混合設(shè)備（見圖2）。它的中間跨度是沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 目錄 米，邊間跨度是 米。“ A”類支撐設(shè)備的高度是 14 米，風(fēng)扇半徑是 米?！?A”類支撐設(shè)備從左到右依次為 M1 到 M20﹙見圖 3﹚。由于結(jié)構(gòu)對(duì)稱，在逆時(shí)針方向上風(fēng)方向角分別為 0176。和 90176。﹙見圖 4﹚。 模型排列 2． 3 模型和計(jì)算理論 2． 3． 1 機(jī)構(gòu)模型 整個(gè) 1000MW 空氣冷凝設(shè)備的維度模擬是用流暢軟件建立的，這個(gè)圓筒是通過模擬 1． 9 米半徑和 47． 8米高的圓柱得到的。 由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 它被模擬成一個(gè)有孔的長(zhǎng)方體，它的X， Y， Z 尺寸分別為 116． 1 米， 95． 8米， 1米。典型的支撐結(jié)構(gòu)被模擬成 1米厚的長(zhǎng)方體 和它的頂部被模擬成 1． 8米的半徑缸。垂直防風(fēng)墻被模擬成一個(gè)長(zhǎng)方體和彎曲防風(fēng)墻被模擬成兩個(gè)長(zhǎng)方體。該模型被放置在 流動(dòng)方向三分之一處，其 最大堵塞率 為 ﹪到 3%， 它滿足圓周運(yùn)動(dòng)場(chǎng)需求。 最小網(wǎng)格尺寸是 1． 5米。 所有網(wǎng)格數(shù)有十萬之多。方向角和防風(fēng)墻彎曲三分之一高度及計(jì)算網(wǎng)格下的 模型。計(jì)算字段的氣流入口表面被認(rèn)為是用來模擬 大氣邊界層速度剖面 的速度入口 。 Z 是隨機(jī)的高度 ， Uz 是平均風(fēng)速。 出口邊界條件采用壓力出口邊界條件，計(jì)算模型的表面和周圍的流場(chǎng)采用墻表面沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 目錄 非滑動(dòng)墻 邊界條件。盡管不同地貌風(fēng)高的梯度不同，為了在實(shí)踐中方便使用，依據(jù)風(fēng)速梯度的平等原則往往把風(fēng)高梯度看作參考點(diǎn)高度。 參考 點(diǎn)的 X和 Z坐標(biāo)分別為 0和350，這非常接近計(jì)算領(lǐng)域的風(fēng)速入口，它的價(jià)值是穩(wěn)定的，而且它并不受計(jì)算風(fēng)場(chǎng)模擬的影響。根據(jù)分析 的 結(jié)果， 在所有情況下防風(fēng)墻迎風(fēng)面的壓力系數(shù)是正 的， 數(shù)值是非常大的。 彎曲其高度的三分之一或一半的防風(fēng)墻其形狀系數(shù) 比垂直 的防風(fēng)墻形狀系數(shù)稍微小一點(diǎn)。風(fēng)方向角處彎曲其高度的三分之一的防風(fēng)墻情況。 “ A”類結(jié)構(gòu)形狀和分布 特征 圖 9 中顯示的是在不同方向下“ A”類支撐結(jié)構(gòu)的形狀系數(shù)。風(fēng)方向角下的“ A”類支撐結(jié)構(gòu)的風(fēng)壓分布具有良好比例分部，“ A”類支撐結(jié)構(gòu)的 每個(gè)截面形狀 系數(shù)幾乎是完全相同的。風(fēng)方向角下靠近風(fēng)一側(cè)的這類支撐結(jié)構(gòu)末端的負(fù)壓和中心截面的負(fù)壓一直在下降，之所以出現(xiàn)這種現(xiàn)象原因是 45176。在 90176。 圖 10 中顯示的是在 90 度風(fēng)方向角和彎曲其高度三分之一的防風(fēng)墻下“ A”型支撐結(jié)構(gòu)風(fēng)壓力分布情況。 3． 3． 1 我的形狀系數(shù)的對(duì)比分析 根據(jù)圖 7， 彎曲防風(fēng)墻的 形狀系數(shù) 比垂直防風(fēng)墻的形狀系數(shù)稍微小些，那些降低值與不同的彎曲形式是不同的。 沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 目錄 表 2 中表示的 是在不同防風(fēng)墻和 90度風(fēng)向角下防風(fēng)墻迎風(fēng)面形狀系數(shù)。彎曲其高度三分之一的防風(fēng)墻底部形狀系數(shù)比彎曲其高度一半的防風(fēng)墻底部形狀系數(shù)稍微大一些。就穩(wěn)定性能而言彎曲其高度三分之一的防風(fēng)墻更合理。 45176。通過對(duì)結(jié)果的分析，在彎曲其高度三分之一的防風(fēng)墻下“ A”類支撐結(jié)構(gòu)的形狀系數(shù)比在垂直防風(fēng)墻和彎曲其高度二分之一防風(fēng)墻的形狀系數(shù)小。 (2）考慮到藝術(shù)和工藝的需要 直接空 氣 冷 凝技術(shù)是用冷 空氣直接冷卻 輪船排放的廢氣，冷空氣由大功率風(fēng)機(jī)產(chǎn)生，所以充分利用冷 空氣 是非常重要的 。 如果負(fù)壓值 比較大空氣冷凝器的利用率是很高的。根據(jù)結(jié)果分析 ， 安裝在垂直防風(fēng)墻上的“ A”類支撐設(shè)備的形狀系數(shù)比彎曲防風(fēng)墻的 形狀 系數(shù)稍微大一些，最明顯的不同是 90度風(fēng)方向角。 4 總結(jié) 在大的火力發(fā)電廠作用在空氣冷凝器上的表面風(fēng)載荷是被模擬的。 ,45176。風(fēng)方向角下的“ A”類支撐設(shè)備的形狀系數(shù)。 （ 2）“ A”類支 撐設(shè)備在 0176。在 45176。在90176。 沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 目錄 （ 3）考慮到結(jié)構(gòu)的需要，彎曲其高度三分之一的防風(fēng)墻比彎曲其高度一半防風(fēng)墻和垂直防風(fēng)墻更加合理。 （ 4） 考慮到結(jié)構(gòu)性能，需要優(yōu)先考慮空氣冷卻藝術(shù)和工藝需要。沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 中文摘要 二、傳熱工藝計(jì)算 原始數(shù)據(jù) 管程水的進(jìn)口溫度 t1’ =21℃ 管程水的出口溫度 t1” =93℃ 管程水的工作壓力 P1 = 管程水的流量 G1=195000 Kg / h 殼程水蒸汽的入口溫度 t2’ =℃ 殼程水蒸汽的出口溫度 t2” =96℃ 殼程水蒸汽的工作壓力 P2 = MPa 定性溫度及確定其物性參數(shù) ①管程： 管程水定性溫度 t1= 1139。℃ ) 管程水導(dǎo)熱系數(shù)查物性表得 λ 1= /(m s 管程水普朗特?cái)?shù)查物性表得 Pr1= ②殼程： 殼程水蒸汽定性溫度： 殼程水蒸汽冷凝點(diǎn) : ti=t2’ =℃ 冷卻段： t2= 2 1 7 0 .4 9 6 1 3 3 .222itt? ???℃ 沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 中文摘要 冷凝段： 39。℃ ) 冷凝段 : 2Cp = KJ /(Kg ℃ ) 冷凝段： 2? = /(m s 冷凝段： 2? = 106 Paη導(dǎo)出水蒸汽流量 G2， r為 t2’時(shí)的汽化 潛熱 r=水蒸汽流 量： G2= 70332 i 2 iQ 1 . 6 2 9 1 0r C p t t 2 0 5 2 . 6 1 2 1 0 4 . 2 7 3 1 0 1 7 0 . 4 9 6 0 . 9 8? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ?（ ）=2 ㎏ ／ s 冷卻段傳熱量 : Q2=G2 Cp2 (tit2” ) = 103 () = 冷凝段傳熱量 : 2Q =G2 r= 103= 設(shè)冷凝段和冷卻段分界處的溫度為 t3 根據(jù)熱量衡算： 39。 k） 初選冷凝段傳熱系數(shù) : 0K = 1220 w m k? ?? ? ? 則初選冷卻段傳熱面積為 : 200mQ 2229193. 3 0. 98F = = = 6 7 .8 8K t 9 0 0 3 5 .7 6? ?? ?? ? ?m2 初選冷凝 段傳熱面積為 : 200mQ 1 4 3 9 2 9 1 5 .3 4 0 .9 8F = = = 1 0 1 .1K t 1 2 2 0 1 1 4 . 4? ??? ? ?? ? ? 選用 ? 25 則 : 管子外徑 d0 =25 mm 管子內(nèi)徑 di=20 mm 管子長(zhǎng)度 L=4500 ㎜ 則需要換熱管根數(shù) : 根 可取換熱管根數(shù)為 478 根 管程流通面積 :a1=Nt ? 2 2id 0 .0 2= 4 7 8 3 .1 4 = 0 .1 544?? 管程流速 :w1= 111G 195000= = 0 .3 6 73 6 0 0 a 3 6 0 0 9 8 4 .6 7 0 .1 5? ? ? 管程雷諾數(shù) : 1 1 i1 41wd 9 8 4 .6 7 0 .3 6 7 0 .0 2R e = = = 1 4 6 3 7 .94 .9 3 7 5 1 0 ?? ? ? ???? 00t0FF 6 7 .8 8 1 0 1 . 1N = = 4 7 8 . 4d L 3 . 1 4 0 . 0 2 5 4 . 5?? ? ?? ? ?沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 中文摘要 管程冷卻段的定性溫度 : 1 311 tt 8 3 .3 3 9 3t = = = 8 8 .1 6 522?? ?℃ 管程冷卻段傳熱系數(shù) : ? ?? ? ? ?? ?1 0 .8 0 .8111 0 .2 0 .23 6 0 5 1 + 0 . 0 1 5 t 3 6 0 5 1 0 .0 1 5 8 8 .1 6 5 0 .3 6 7= 3 2 6 8 .81 0 0 d 1 0 0 0 .0 2iw? ? ? ? ? ?? ? ?? 管程冷凝段的定性溫度 : 2 311 8 3 . 3 3 2 1 5 2 . 1 6 522ttt?? ?? ? ?℃ 管程冷凝段傳熱系數(shù) : ? ?? ? ? ?? ?12 1 360 5 1 5 360 5 1 5 65 7 100 100 twd??? ? ? ? ?? ? ? ?? 結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì) 查 GB1511999 知管間距按 d0取 管間距 :s= m 管束中心排管數(shù) : 1 .1 1 .1 4 7 8 2 4 .0 5ctNN? ? ? ?根，取 24根 則殼體內(nèi)徑 : ? ? ? ?01 4 0 .0 3 2 2 4 1 4 0 .0 2 5 0 .8 3 6icD s N d? ? ? ? ? ? ? ? ?m 圓整為 : Di =900 ㎜ 則長(zhǎng)徑比 : 5 ??(合理 ) 折流板選擇弓形折流板 : 弓形折流板 的弓高 : h= = = m 折流板間距 : i = ??m 取 B=300mm 折流板數(shù)量 : b 4 .51 1 1 40 .3LN B? ? ? ? ?塊 取 14塊 殼程換熱系數(shù)計(jì)算 沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 中文摘要 殼程流通面積 : 02 0 .0 2 51 0 .3 0 .9 1 0 .0 5 90 .0 3 2i df B D s?? ??? ? ? ? ? ? ????? ???? 殼程流速 : 冷卻段 : 22 22 7 . 0 1 2 0 . 1 2 7 59 3 2 . 0 1 6 0 . 0 5 9Gw f? ? ???m/s 冷凝段 : 222 27 .0 1 2 2 8 .6 14 .1 5 4 0 .0 5 9Gw f? ? ??? m/s 殼程當(dāng)量直徑 : 22 22000 . 9 4 7 8 0 . 0 2 5 0 . 0 4 34 7 8 0 . 0 2 5itetD N dd Nd? ??? ? ??m ① 冷凝段管外壁溫度假定值 : 110wt ? ℃ 膜溫 : 2 1 1 0 + 1 7 0 .4t