【正文】 2?? vCDvv ivL Gp d? ?〔 1〕 計算管程出口中氣相流動阻力 25 2 4 . 7 6 5 . 7 60 . 0 1 5 6 6 4 1 . 4 70 . 2 1 2 6 . 2? ? ? ? ??vp P a 液相流動阻力 5?lp 的計算 用式 ??vlG G G 〔 1〕 計算管程出口管中液相質量流速 GL 24 9 8 .2 1 6 5 .7 6 4 3 2 .4 5 /( . )? ? ? ? ?LlG G G k g m s 用式 LL i bdGRe ? ? 〔 1〕 計算管程出口管中液相的流動 ReL 30 . 2 1 4 3 2 . 4 5R e 3 6 9 1 6 1 . 4 80 . 2 4 6 1 0 ?????L 用式 ii ??? 〔 1〕 計算管程出口管中液相流動的摩擦系數(shù) 0 . 3 80 . 7 5 4 30 . 0 1 2 2 7 0 . 0 1 83 6 9 1 6 1 . 4 8? ? ?i? 用式 25 2?? CD LLL bi GLp d? ? 〔 1〕 計算管程出口中液相流動阻力 5?Lp 25 2 4 . 7 4 3 2 . 4 50 . 0 1 8 2 5 4 . 5 10 . 2 1 2 7 8 0 . 1 6? ? ? ? ??Lp P a 用式 0 .2 5 0 .2 5 45 55()? ? ? ? ?VLp p p〔 1〕 計算管程出口管中兩相流動阻力 5 0. 25 0. 25 4(641 .47 25 1 ) 66 39 .45? ? ? ?p P a 化工原理課程設計說明書 第 14 頁 共 35 頁 用式 51 2 3 4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?fp p p p p p 〔 1〕 計算系統(tǒng)的阻力 51 2 3 412 40 .4 3 43 .6 3 11 31 .5 9 36 0. 04 66 39 .4 5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ??fp p p p p pPa 循環(huán)推動力與循環(huán)阻力的比值 /??DfPP / 9468 .53 / 9415 .14 6? ? ? ?DfPP 循環(huán)推動力略大于循環(huán)的阻力，說明所設的出口汽化率基本上正確， 因此所設計的再沸器可以滿足傳熱過程對循環(huán)流量的要求。 /(N/m) 汽化潛熱 r/(kJ/kg) 氣相物性參數(shù) 比定壓熱容 Cp/(kJ/()) 熱導率 r/(W/()) 密度 p/(kg/m3) /() 冷凝熱 r/(kJ/kg) 流速 /（ m/s) 污垢熱阻 Rd/() 阻力△ pf/MPa 傳熱溫度差△ tm/K 30 計算傳熱系數(shù) Kc/(W/()) 659 設備主要尺寸 傳熱面積 /m2 化工原理課程設計說明書 第 15 頁 共 35 頁 管子規(guī)格 /mm ∮ 252 排列方式 △ 管中心距 t/mm 32 管長 /mm 3000 管數(shù) Nt 232 程數(shù) 1 1 折流板間距 B/mm 500 折流板數(shù) NB 9 殼體內徑 /mm 600 接管尺寸/mm 進口 159 出口 219 材 料 碳鋼 碳鋼 面積裕度 /％ 第二章 再沸 器的結構 及強度 設計 殼體、管箱殼體和封頭的設計 2 . 殼體、管箱的設計 一般來說當殼體直徑≥ 400mm 時，采用板材卷制殼體和管箱殼體。一般情況下，當直徑＜ 1000mm時，直徑相差 100mm 為一個系列（如 500、 600、 700） 。管箱的厚度為 8mm,質量為 120kg/m， 管箱的長度為 250mm。 〔 5〕 化工原理課程設計說明書 第 16 頁 共 35 頁 根據(jù) EHB 標準 橢 圓 形封頭的尺寸與質量，當 公稱 直徑為 600mm時，選定封頭的曲面高度 ih 為 150mm，直邊高度 0h 為 25mm，內表面積 F為 2m ，容積 V 為 3m ，厚度p?為 8mm，質量 G為 28kg。 計算厚度 0 . 4 6 0 0 1 . 1 0 32 1 1 3 1 0 . 4? ?? ? ?? ? ? m m m m 鋼板負偏差： 1 ? 因 所以 設計厚度 2 3 1 4? ? ? ? ?d C mm?? 〔 1〕 名義厚度 48? ? ? ? ? ? ?nd mm?? 〔 1〕 有效厚度 12 8 0 .8 1 6 .2? ? ? ? ? ? ?en C C m m?? 〔 1〕 水壓試驗壓力 ? ?? ?1 . 2 5 1 . 2 5 0 . 4 1 0 . 5 ( )? ? ? ? ?T c tP P M P a??〔 5〕 化工原理課程設計說明書 第 17 頁 共 35 頁 水壓實驗應力校核 ( ) 0 . 5 ( 6 0 0 6 . 2 ) 2 4 . 4 4 ( )2 2 6 . 2? ? ?? ? ??TT ieePD M P a?? ? 〔 5〕 235 ( )??? ? ? ?sM Pa M Pa 水壓強度滿足要求 氣密實驗壓力 ??TCP P MPa 、封頭厚度計算 外頭蓋內徑 700?? mm ,其余條件和筒體一樣 . 短節(jié)計算厚度 ? ? 0 . 4 7 0 0 1 . 2 4 32 1 1 3 1 0 . 42 ?? ? ? ?? ? ??t cc iPD m m m mP? ??〔 1〕 因 所以 短節(jié)設計厚度 2 3 1 4? ? ? ? ?d C mm?? 短節(jié)名義厚度 48? ? ? ? ? ? ?nd mm?? 有效厚度 12 8 0 .8 1 6 .2? ? ? ? ? ? ?en C C m m?? 水壓實驗應力校核 ( ) 0 . 5 ( 7 0 0 6 . 2 ) 2 8 . 5 ( )2 2 6 . 2?? ?? ? ?? ? ??TT ieePD M P a 28 .5 0. 9 0. 9 23 5 21 1. 5 ( )??? ? ? ?sM Pa M Pa 外頭蓋封頭選用標準橢圓形封頭 . 封頭計算壁厚 ? ? 0 . 4 7 0 0 1 . 2 42 1 1 3 1 0 . 5 0 . 42 0 . 5? ?? ?? ? ?? ? ? ??c it cPD mmP〔 1〕 封頭名義厚度 12 1. 24 0. 8 1 8??? ? ? ? ? ? ? ? ?n C C mm 取用名義厚度與短節(jié)相同 ,取 8n mm? ? 、封頭厚度計算 〔 5〕 由工藝設計給定參數(shù)為 :設計溫度 110℃ ,設計壓力 ,選用 Q235B鋼板 , 材料在 110 ℃ 時 的 許 用 應 力 []t? =113 MPa, 焊縫系數(shù)取 ?? , 腐蝕裕度2mmc?? , 235? ?s MPa ,則 : 計算厚度 ? ? 0 . 2 6 0 0 0 . 7 6 32 1 1 3 0 . 7 0 . 22? ?? ?? ? ? ?? ? ??c it cPD m m m mP〔 1〕 因 所以 設計厚度 2 3 2 5d C mm??? ? ? ? ? 名義厚度 58??? ? ? ? ? ? ?nd mm 化工原理課程設計說明書 第 18 頁 共 35 頁 結合考慮開孔補強及結構需要取 8n mm? ? 有效厚度 12 8 0 .8 2 5 .2??? ? ? ? ? ? ?en C C m m 壓力實驗強度在這種情況下一定滿足 . 管箱封頭取用厚度與短節(jié)相同，取 8n mm? ? 開孔補強用等面積補強法 ,由工藝設計給定的接管尺寸為 入口接管尺寸159 ? ? mm , 出 口 接 管 尺 寸 219 6? ? mm , 選用 20 號 熱 扎 碳 素 鋼[ ] 113? ?t MPa, 1? ? mmc ,〔 5〕 對 出 口管進行補強計算 接管計算厚度 ? ? 0 . 2 2 1 9 0 . 22 1 1 3 1 0 . 22? ?? ?? ? ?? ? ??c ot t cPD mmP〔 1〕 接管有效厚度 12 6 1 6 0. 15 4. 1??? ? ? ? ? ? ? ?e t nt C C mm 開孔直徑 2 2 1 9 2 6 2 1 .9 2 1 0 .8? ? ? ? ? ? ? ?id d C m m〔 1〕 接管有效補強寬度 2 2 ? ? ? ?B d mm〔 1〕 接管外側有效補 強高度 1 210 .8 6 ?? ? ? ?sth d m m〔 1〕 需要補強面積 21 6 16 ?? ? ? ?A d mm〔 1〕 可以作為補強 的面積為 21 ( ) ( ) ( 421 .6 210 .8 ) ( 6) 935 .95??? ? ? ? ? ? ?eA B d m m〔 1〕 因為 1AA? 故無需補強 用與 出 口管同樣的方法計算 ,經演算 進 口管同樣不需要補強 . 開孔補強用等面積補強法 ,由工藝設計給定的接管尺寸為入口接管尺寸159 ? ? mm , 出 口 接 管 尺 寸 57 ? ? mm , 選用 20 號 熱 扎 碳 素 鋼[ ] 113? ?t MPa, 1? ? mmc 〔 5〕 對進口管進行補強計算 接管計算厚度 ? ? 0 . 4 1 5 9 0 . 2 82 1 1 3 1 0 . 42? ?? ?? ? ?? ? ??c ot t cPD mmP 接管有效厚度 12 4. 5 1 4. 5 0. 15 2. 82 5??? ? ? ? ? ? ? ?e t nt C C mm 開孔直徑 2 15 9 2 4. 5 2 ( 1 4. 5 0. 15 ) 15 3. 35? ? ? ? ? ? ? ? ? ?id d c m m 接管有效補強寬度 2 2 15 5 30 ? ? ? ?B d mm 化工原理課程設計說明書 第 19 頁 共 35 頁 接 管外側有效補強高度 1 153 .35 26. 27?? ? ? ?sth d m m 需要補強面積 15 3. 35 1. 1 16 8. 68 5?? ? ? ?A d mm 可以作為補強的面積為 21 ( ) ( ) ( 306 .7 153 .35 ) ( ) 168 .68 5??? ? ? ? ? ? ?eA B d m m 221 2 ( ) 2 26. 27 ( 25 8 ) 1 133 .7??? ? ? ? ? ? ? ?e t t rA h f m m 因 12A A A??,故不需要作另外補強 .同理 ,對于出口管仍然不需要補強 . 〔 1〕 固定管板厚度設計采用 BS 法 〔 1〕 查換熱器手冊 ,管板厚度 40?b mm 總換熱管數(shù)量 232?n 〔 4〕 一根管壁金屬的橫截面積為 2 2 2 2 2( ) ( 2 5 2 1 ) 1 4 4 . 4 ( )44oia d d m m??? ? ? ? ?〔 1〕 開孔強度削弱系數(shù) (單程 ) ?? 〔 1〕 兩管板之間換熱管有效長度 (除掉兩管板厚 )L 取 2876 計算系數(shù) K 2 6 0 0 2 3 2 1 4 4 . 41 . 3 2 1 . 3 2 1 6 . 7 74 0 0 . 4 2 9 2 0 4 0? ?? ? ? ???D i n ak b L b 〔 1〕 ?k 查圖得： 1 ?G 2 ??G 3 ?G 〔 1〕 管板最大應力： 14s t ir P P DGb? ?? ??? ????〔 1〕 20 .4 0 .2 6 0 04 0 .4 2 .8 5 4 0? ???????? ?? ? aMP naAC?? ? 〔 1〕 其中： A — 筒體內徑截面積 ， mm2； C — 管板上管孔所占的總截面積， mm2。 進出口的設計 接管外伸長度 在工藝設計中，已經得到：管程的 入口 接管尺寸為 159 ? ? mm， 管程的出口接管尺寸為 219 6? ? mm， 殼程的入口接 管為 159 ? ? mm，殼程的出口接管為 57 ? ? mm. 查表 412〔 1〕 得接管的外伸高度：管程 入口 接管為 200mm, 管程出口接管為 200mm 殼程入口接管為 200mm,殼程出口接管為 150mm。然而，為了保證設備的制造、安裝、 管口距地的距離也不能靠得太近，它受到最小位置的限制。 本設計取 C=100mm。 無補強圈時，管程接