【正文】 atively higher heat transfer efficiency and relatively lower pressure drop,such as rod baffles and helical baffle exchangers [ 2 – 11]. Therefore, the main objectives of this study are to develop an STHX with new type of baffles to overe the deficiencies mentioned above and to experimentally investigate its performance. Moreover, performance of the new STHX is also pared with that of SBSTHX in this study.The dimension of the heat exchanger isU159 mm 95 mm. The detailed parameters of heat exchangers are shown in Tables 1 and 2 .2 Configuration and fabrication of the STHX with new type of bafflesThe helical type of fluid flow in shell side of the STHX with helical baffles has led to some advantages such as high heat transfer efficiency and low flow resistance [ 5 , 6 , 8 ]. Nevertheless, it is difficult to manufacture the continuous helical baffles. In order to address this problem, flowerbaffles STHX (FBSTHX), a new type of STHX based on the traditional segmented baffle, is proposed in this paper and shown schematically as in Fig. 1 . As seen in Fig. 1 ,around baffle can be divided into four quadrants, and among the four quadrants, at least one quadrant is hollow for fluid flowing, and the remaining quadrants are used to support the heat tube. As the flower baffles are installed alternately, the phase angles (the angles for hollow parts of the two adjacent baffles) can be 30,60 ,or90 . Under different application situations, the phase angles may vary. From Fig. 1 it can also be observed that the configuration of all baffles in FBSTHX is the same。水壓試驗比較筒體的水壓試驗和短節(jié)的水壓試驗同樣可以滿足要求。. 折流板的選擇 選型根據(jù)GB151—1999《管殼式換熱器》圖 37 選擇單弓形水平放置的折流板。序號項目符號單位數(shù)據(jù)來源和計算公式數(shù)值1殼程圓筒材料線膨脹系數(shù)GB15019981062換熱管材料線膨脹系數(shù)GB15019981063換熱管與殼程圓筒的膨脹變形差1044沿長度平均的殼程圓筒金屬溫度工藝給定1605沿長度平均的換熱管金屬溫度工藝給定1106制造環(huán)境溫度207當量壓力組合8有效壓力組合Pa9基本法蘭力矩系數(shù)10管程壓力下的法蘭力矩系數(shù)10411管板邊緣力矩系數(shù)10312管板邊緣剪切系數(shù)13管程總彎矩系數(shù)14系數(shù)=max{，}15殼體法蘭力矩系數(shù)10316管板徑向應(yīng)力系數(shù)10317管板的徑向應(yīng)力83．9318管板布管區(qū)周邊外徑向的應(yīng)力系數(shù)19管板布管區(qū)周邊外徑向的應(yīng)力20管板布管區(qū)周邊的剪切應(yīng)力系數(shù)21管板布管區(qū)周邊的剪切應(yīng)力25．9822換熱管的軸向應(yīng)力=[PcPa]23換熱管與管板連接的拉托應(yīng)力c、只有管程設(shè)計壓力Pt，而殼程設(shè)計壓力Ps=0，不計膨脹節(jié)變形差時：序號項目符號單位數(shù)據(jù)來源和計算公式數(shù)值備注1當量壓力組合2有效壓力組合Pa=∑sPt+βrEt3管板邊緣力矩系數(shù)4管板邊緣剪切系數(shù)5管板總彎矩系數(shù)6系數(shù)7管板的徑向應(yīng)力8管板布管區(qū)周邊外徑向的應(yīng)力系數(shù)9管板布管區(qū)周邊外徑向的應(yīng)力10管板布管區(qū)周邊的剪切應(yīng)力系數(shù)11管板布管區(qū)周邊的剪切應(yīng)力12換熱管的軸向應(yīng)力=[PcPa]13殼程圓筒的軸向應(yīng)力=A/AsPa14換熱管與管板連接的拉托應(yīng)力d、只有管程設(shè)計壓力Pt，而殼程設(shè)計壓力Ps=0，同時計入膨脹變形差時：序號項目符號單位數(shù)據(jù)來源和計算公式數(shù)值備注1換熱管與殼程圓筒的膨脹變形差r1042當量壓力組合Pc3有效壓力組合Pa4基本法蘭力矩系數(shù)1．7271065管板邊緣力矩系數(shù)1036管板邊緣剪切系數(shù)7管程總彎矩系數(shù)8系數(shù)=max{，}0．2159管板布管區(qū)周邊外徑向的應(yīng)力系數(shù) 10管板布管區(qū)周邊外徑向的應(yīng)力系數(shù)11管板布管區(qū)周邊的剪切應(yīng)力系數(shù)12管板布管區(qū)周邊的剪切應(yīng)力13換熱管的軸向應(yīng)力 =[PcPa]14換熱管與管板連接的拉托應(yīng)力H、由管板計算厚度來確定管板的實際厚度：序號項目符號單位數(shù)據(jù)來源和計算公式數(shù)值備注1管板計算厚度2殼程腐蝕裕量23管程腐蝕裕量24結(jié)構(gòu)開槽深度根據(jù)結(jié)構(gòu)確定35管板的實際厚度23考慮圓整是否安裝膨脹節(jié)的判定 由G，a、b、c、d計算結(jié)果可以看出：四組危險組合工況下，換熱管與管板的連接拉托力均沒超過設(shè)計許用應(yīng)力，并且各項應(yīng)力均沒超過設(shè)計許用應(yīng)力。序號項目符號單位數(shù)據(jù)來源和計算公式數(shù)值1管箱法蘭材料的彈性模量GB1501998表F51911032管箱法蘭厚度JB/T47022000323系數(shù)GB1511999圖264管箱圓筒與法蘭的旋轉(zhuǎn)剛度參數(shù)=5管板邊緣力矩的變化系數(shù)=1/（/ +）6法蘭力矩變化系數(shù)=/ 7管板第二彎矩系數(shù)GB1511999圖28（a）G、按殼程設(shè)計壓力，而管程設(shè)計壓力=0，膨脹變形差r，法蘭力矩的的危險組合（）a、 只有殼程設(shè)計壓力，而管程設(shè)計壓力=0，不計膨脹節(jié)變形差（即r=0）。B、計算、Kt、Q；序號項目符號單位數(shù)據(jù)來源和計算公式數(shù)值1筒體內(nèi)徑Di8002筒體內(nèi)徑橫截面積AA=π/45026553筒體厚度64圓筒內(nèi)殼壁金屬截面積（+）151925管子金屬總截面積=706866換熱管根數(shù)4007換熱管外徑258換熱管壁厚9換熱管材料的彈性模量GB1501998表F518500010換熱管有效長度L292011沿一側(cè)的排管數(shù)20012布管區(qū)內(nèi)未能被管支撐的面積13管板布管區(qū)面積14管板布管區(qū)當量直徑=15換熱管中心距SGB15119993216隔板槽兩側(cè)相鄰管中心距GB15119994417管板布管內(nèi)開孔后的面積=18系數(shù)=/19殼體不帶膨脹節(jié)時換熱管束與圓筒剛度比=/As20殼程圓筒材料的彈性模量GB1501998表F519000021系數(shù)=/22系數(shù)=23系數(shù)=24管板布管區(qū)當量直徑與殼程圓筒內(nèi)徑比PtPt=/25管子受壓失穩(wěn)當量長度GB1511999圖32200826設(shè)計溫度下管子受屈服強度GB1501998表F227管子回轉(zhuǎn)半徑8，計算和序號項目符號單位數(shù)據(jù)來源和計算公式數(shù)值1墊片接觸寬度NGB1501998表91252墊片基本密度寬度=N/23墊片比壓力yGB1501998表92114墊片系數(shù)m5墊片有效密封寬度bB=96墊片壓緊力作用中心圓直徑DGDG =D2b6267預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷N= DG8操作狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷N=( DGby)9常溫下螺栓材料的許用應(yīng)力GB1501998表F410預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓面積=/11操作狀態(tài)下需要的最小螺栓面積= /12需要螺栓總截面積mm2=max{，}13法蘭螺栓的中心圓直徑Db68014法蘭中心至作用處的徑向距離=(Db DG)/22715基本法蘭力矩N．=16筒體厚度617法蘭頸部大端有效厚度=18螺栓中心至法蘭頸部與法蘭背面交的徑向距離19螺栓中心處至FT作用位置處的徑向距離= (++)/220作用于法蘭內(nèi)徑截面上的流體壓力引起的軸向力N=Pc21流體壓力引起的總軸向力與作用于法蘭內(nèi)徑截面上的流體壓力引起的軸向力差N=22操作狀態(tài)下需要的最小墊片壓力N=bmPc23法蘭操作力矩N．=++10624螺栓中心距FD作用處的徑向距離=（Db）40D、假定管板的計算厚度為δ，然后按結(jié)構(gòu)要求確定殼體法蘭厚度，計算K，k、和Kf。壁溫下油的黏度為：黏度修正系數(shù)：查得管程摩擦系數(shù)為：管程數(shù) 管內(nèi)沿程壓為：回彎壓降為：取進出口處質(zhì)量流速為：進出口管處壓降為：管程污垢校正系數(shù)為：管程壓降：殼程當量直徑為：m殼程雷諾數(shù)為：經(jīng)查殼程的摩擦系數(shù)為：管束壓降為：取進口管處質(zhì)量流速為：取進口管壓降為：取導(dǎo)流板阻力系數(shù)為：5導(dǎo)流板壓降為：殼程結(jié)垢修正系數(shù) 殼程壓降為：管程、殼程允許壓降為： 符合壓降條件沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第三章 強度計算第三章 強度計算序號