換熱器畢業(yè)設計論文-在線瀏覽
2024-08-05 14:15本頁面
【正文】 器是工業(yè)生產中應用最為廣泛的換熱器，其形式多樣，如管殼式換熱器和板式換熱器都屬于間壁式換熱器。載流體在高溫流體換熱器和低溫流體換熱器之間循環(huán)，在高溫流體換熱器中吸收熱量，在低溫流體換熱器中把熱量釋放給低溫流體，如熱管式換熱器等。按傳熱管的結構形式不同大致可分為蛇管式換熱器、套管式換熱器、纏繞管式換熱器和管殼式換熱器等。它是最早出現(xiàn)的一種換熱設備，具有結構簡單和操作方便等優(yōu)點。套管式換熱器是由兩種不同大小直徑的管子組裝成同心管，兩端用U形彎管將他們連接成排，并根據實際需要，排列組合成傳熱單元，換熱時，一種流體走內管，另一種流體走內外管間的環(huán)隙，內管的壁面為傳熱面，一般按逆流方式進行換熱。套管式換熱器的優(yōu)點是結構簡單，工作適應范圍大，傳熱面積增減方便，兩側流體均可提高流速，使傳熱面的兩側都可有較高的傳熱系數；缺點是單位傳熱面的金屬消耗量大，檢修、清洗和拆卸都較麻煩，在可拆連接處容易造成泄漏。在圓筒形殼體中放置了許多管子組成的管束，管子的兩端固定在管板上，管子的軸線與殼體的軸線平行。換熱器的殼體上和兩側的端蓋上裝有流體的進出口，有時還在其上裝設檢查孔，為了安置測試儀表用的接口管，排液孔和排氣孔等。纏繞狀傳熱管可以采用單根繞制，也可采用兩根或多跟組焊后一起繞制。纏繞管式換熱器適用于同時處理多種介質等場合。板面式換熱器按傳熱板面的結構形式可分為以下五種：螺旋板式換熱器、板式換熱器、板翅式換熱器、板殼是換熱器和傘式換熱器。板面是換熱器采用板材制作，在大規(guī)模組織生產時，可降低設備成本，但其耐壓性能比管式換熱器差。油進口溫度： =175℃油出口溫度： =155℃油工作壓力： P1=水進口溫度： =144℃水出口溫度： =163℃水工作壓力： P2=2MPa殼體內徑： DS=700mm管箱內徑： DN=750mm換熱管規(guī)格：Φ193 L=8m水的定性溫度： 水的密度： ρ2=913kg/m3水的比熱： Cp2=℃水的導熱系數：k2=℃ 水的粘度： μ2=106水的柏朗特數：Pr2=油（柴油）的定性溫度： 油的密度： ρ1=715 kg/m3油的比熱： Cp1= kJ/kg℃油的導熱系數：k1= W/m℃油的粘度： μ1=104油的普朗特數： 初選結構管排列方式 ：分程隔板兩側正方形，其余三角形管子外徑： d 0=管子內徑：di=d0（23/1000）=管長： L=8m管間距：s===殼體內徑： Ds=管束中心排管數：由公式得Nc=22總管子數：由：得 Nt=400選型：采用雙殼程四管程。弓形折流板弓高：折流板間距：殼程流通截面：殼程流速：殼程量流速殼程當量直徑：殼程雷諾數：切去弓形面積所占比例：查得殼程傳熱因子：查得管外壁溫度：假定后再復核，設=160℃壁溫下的粘度： 粘度修正系數：水側污垢熱阻： m2℃/W油側污垢熱阻： m2℃/W管壁熱阻：r忽略總傳熱熱阻：傳熱系數：傳熱系數的比值：管外壁熱流密度：=4118W/m2℃管外壁溫度：=℃誤差校核：==℃誤差不大，不必再重算。采用2殼程4管程的24型換熱器。管程分程隔板采用丁字型結構，其主要優(yōu)點是布管緊密。管程的分程隔板采用丁字型結構如圖31所示，其主要優(yōu)點是布管緊密。焊接固定時，要求管子可焊性好，一般采用優(yōu)質碳鋼，以保證管子質量，一般對于無腐蝕性或腐蝕性不大的流體可采用10號鋼和20號鋼管，在強腐蝕性流體的情況下，可采用不銹鋼、鋼、鋁等無縫管，在強腐蝕性流體的情況下，可采用石墨管、聚四氟乙烯管等。根據設計要求采用的無縫鋼管。其傳熱面積為：管子在管板上的排列方式，應力求均布、緊湊并考慮清掃和整體結構的要求。適用于不生污垢、可用化學清洗污垢和允許壓降較高的工況；轉角三角形。對于多管程換熱器常采用組合排列法，每程均屬正三角形排列，而各層面間呈正方形排列，以便于安排分程隔板。布管位置如圖32示。圖32 管子排列殼體材料除要滿足一定的強度外，由于制造過程中經過卷板、沖壓和焊接，故要求材料有一定的塑性和可焊性，一般采用含碳量較低的鋼、鋼等，現(xiàn)選用鋼。根據碳鋼板許用應力，查得=167MPa為焊縫系數，取=，為工作壓力，壁厚修正：mm則實取，之后要用有限元分析軟件ANSYS進行強度校核。根據碳鋼板許用應力，表查得=170p==則實取，之后用ANSYS進行強度校核。內徑： 長度： 固定管板外徑：板厚：管板上開孔數與孔間距與管的排列一致。管子與管板的連接必須牢固、不泄漏、不產生大的應力變形，最常見的連接方法為脹接，脹接只能用于工作壓力低與4MPa和溫度
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