空氣壓縮機后冷卻器設(shè)計化工原理課程設(shè)計-在線瀏覽
2024-08-01 07:37本頁面
【正文】 管間距： t ＝ 32 mm 。 殼體內(nèi)徑 采用多管程結(jié)構(gòu)，取 管板 利用率 η =， 由《流體力學(xué)與傳熱》 P206，公式 4115，得殼體內(nèi)徑為 Di = /n? = 32 126/ = mm , 查閱《 化工原理（上） 》 P275， 附錄二十三：熱交換器， 取 Di =450mm。 取折流板間距 B=，則 B= 450=180 mm。 主要傳熱參數(shù) 核 算 (1)殼程對流傳熱系數(shù) 對于圓缺形折流板，可采用克恩公式 。℃ ) (2)管程對流傳熱系數(shù) 由《流體力學(xué)與傳熱》 P158，公式 452a、 452b，得 hi = iid? 其中： ① 管程流通截面積 Si = 242id n? ? = 12642? ? = m2 ② 管程空氣的流速及其雷諾數(shù)分別為 空氣壓縮機后冷卻器設(shè)計 設(shè)計 說明書 第 7 頁 共 18 頁 ui＝iiSV = 6 4 3 9 .1 4 /( 3 6 0 0 1 1 .3 6 )0 .0 1 9 8 ?＝ m/s Re＝iiii duμρ ＝ 6 5 7 10???? ＝ ? 104 ③ 普蘭特準(zhǔn)數(shù) Pr＝iipic?? = 51009 ???= 因此， 管程空氣 的傳熱膜系數(shù) hi為 hi= = W/(m2 ℃ ℃ m1℃ ) 此計算值與前面的初設(shè)值 Ki‘ =200 W/ (m2iiKK= = 滿足換熱器設(shè)計所要求的 iK /Ki‘ =~，初選的換熱器合適。 壁溫核算 因管壁很薄，且管壁熱阻很小，故管壁溫度可按 《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計》 P77，公式 342計算。由于傳熱管內(nèi)側(cè)污垢熱阻較大， 會使傳熱管壁溫升高，降低了殼體和傳熱管壁溫之差。計算中，應(yīng)按最不利的操作條件考慮。于是按式342有 hchmcmw hh hthTt /1/1 // ??? 式中，液體的 平均溫度 tm和氣體的平均溫度 Tm分別按 《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計》P77，公式 34 345計算 tm= 33+ 25=℃ Tm=（ 148+42） =95℃ hc = ho = W/ (m2℃ ) 傳熱管平均壁溫 9 5 / 6 4 0 8 . 1 0 2 8 . 2 / 2 8 1 . 7 41 / 6 4 0 8 . 1 0 1 / 2 8 1 . 7 4wt ?? ?=℃ 殼體壁溫，可近似取為殼程流體的平均溫度，即 T= ℃ 殼體壁溫和傳熱管壁溫之差為 △t= － = ℃ 該溫差 不 大，故 不 需 要 設(shè)溫度補償裝置。 (2)殼程阻力 ： 由《傳熱力學(xué)與傳熱》 P209，公式 412 4122，得： 流體橫過管束的壓 降： △ ’ p1=Ffonc(NB+1) 22oou? 其中： F= fo=（ ） = nc=10 NB=12 uo= m/s △ ’ p1= 10 (12+1) ( )/2 ＝ Pa △ ’ p2＝ NB（ － DB2 ） 22oou? ＝ 12（ － 2 ? ） ( )/2＝ 總壓降： ∑ △p o＝（ △ ’ p1＋ △ ’ p2） Fs Ns ＝（ ＋ ） 1 ＝ 9810 Pa（符合設(shè)計要求） 其中， Fs為殼程壓強降的校正系數(shù)，對于液體取 ； Ns為串聯(lián)的殼程數(shù)，取 1。 查閱《結(jié)構(gòu)與零部件（上） 》 P123，表 1186 的無縫鋼管制作筒體時容器的公稱直徑，本次采用公稱直徑為 DN＝ 450mm 8mm的殼體，則 Do＝ 466mm， Di＝ 450 mm。 m3 由 Po＝ MPa， Di＝ 500mm，再查閱《化工設(shè)備機械基礎(chǔ)》 P124，表 96,對殼 體與管板采用單面焊，當(dāng)全部無損探傷時，焊接接頭系數(shù) ? ＝ 。圓整后： δ n=++1＋△ ≈ 8(mm) 水壓校核 由《過程設(shè)備設(shè)計》 P193，公式（ 488），（ 489），得： )(2 )]([ C CDp n niTT ? ??? ? ?? 1 . 2 5 0 . 4 [ 0 . 4 5 ( 0 . 0 0 8 0 . 0 0 1 0 . 0 0 0 8 ) ]2 ( 0 . 0 0 8 0 . 0 0 1 0 . 0 0 0 8 )? ? ? ? ?? ? ? ? ＝ MPa 而 s= 235= MPa 因為 T? s，所以水壓試驗時強度足夠。詳見附圖。具體參數(shù)列于下表： 管板參數(shù) （ 管板按非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計 ） 參數(shù)名稱 參數(shù)值 管板直徑 Da/mm 450 空氣壓縮機后冷卻器設(shè)計 設(shè)計 說明書 第 11 頁 共 18 頁 管板外徑 D/mm 565 管板厚度 ba/mm 38 螺栓孔直徑 d2/mm 18 螺栓規(guī)格 M16 80 螺栓數(shù)量 n2/個 12 螺栓孔高度 bf/mm 28 管板螺栓孔間距 D1/mm 530 管板法蘭直徑 Df /mm 565 管板螺栓內(nèi)側(cè)邊間距 D4/mm 487 管孔直徑 d1/mm 19 管孔數(shù) /個 100 換熱管外伸長度 /mm 5 管板體積 /m3 管板質(zhì)量 /kg 注：管板體積 ? ?? ?1212242222 nbdDDbndDV aaff ????? ? = ? ?2 2 2 2 23 . 1 4 0 . 5 6 5 0 . 0 1 8 1 2 0 . 0 2 8 0 . 0 0 6 0 . 4 8 7 0 . 0 0 4 0 . 4 5 0 . 0 1 9 0 . 0 3 8 1 0 04 ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? = 3m 單塊管板 質(zhì)量： m= 7850＝ 管板與殼體的連接 管板兼作法蘭，固定板與殼體采用不可拆焊接式，管板與封頭采用法蘭連接。根據(jù)《換熱器設(shè)計手冊》 P172，表 1620，管子伸出長度約為 5mm。 拉桿質(zhì)量： m=7850（ 2 +2 ） 拉桿外套有定距管，規(guī)格與換熱管一樣，長度： L1‘ = m， L2’ =。 分程隔板長 L=260+25+112+5+32－ 10=424mm，其中 10mm為管箱嵌入法蘭深度， 5mm為隔板嵌入管板深度。如右圖所示。 折流板的管孔，按 GB151規(guī)定 I級換熱器，管孔直徑 =19+= 查《換熱器設(shè)計手冊》 P184 公式計算： 圓缺部分面積： fA = 2aD = ＝ 2m 折流板體積 ?????? ?????? ???????? ?? 2221212 444 ndndADV fa ??? C = 2 2 23 . 1 4 3 . 1 4 3 . 1 40 . 4 4 6 0 . 0 4 1 3 0 . 0 2 5 4 1 0 0 0 . 0 1 6
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