【正文】 ................................................................................................ 6 工藝結(jié)構(gòu)計(jì)算及其他主要附件說明 .................................................................................... 6 管徑和管內(nèi)流速 ............................................................................................................. 6 管程數(shù)和傳熱管數(shù) ......................................................................................................... 7 平均傳熱溫差校正及殼程數(shù) ......................................................................................... 7 傳熱管排列和分程方法 ................................................................................................. 8 管殼內(nèi)徑 ......................................................................................................................... 8 折流板 ............................................................................................................................. 9 接管 ................................................................................................................................. 9 其他主要附件 ............................................................................................................... 10 4 管殼式 換熱器的核算 ............................................................................................................ ...12 熱量核算 .............................................................................................................................. 12 熱量核算 ....................................................................................................................... 12 管程對(duì)流傳熱系數(shù) ....................................................................................................... 13 傳熱系數(shù) K ................................................................................................................... 14 傳熱面積 S .................................................................................................................... 14 換熱器內(nèi)流體的流動(dòng)阻力 .................................................................................................. 15 管程流動(dòng)阻力 ............................................................................................................... 15 殼程阻力 ....................................................................................................................... 16 換熱器主要結(jié)構(gòu)尺寸和計(jì)算結(jié)果及設(shè)備圖 ...................................................................... 18 5 管殼式 換熱器設(shè)備的設(shè)計(jì)說明書 ........................................................................................... 20 6 總結(jié) ........................................................................................................................................... 21 參考資料 ....................................................................................................................................... 22 目錄 Ⅱ 致 謝 ........................................................................................................................................... 23 管殼式換熱器的設(shè)計(jì) 1 1 緒論 換熱器是化工、石油、制冷、食品、動(dòng)力等其他許多工業(yè)部門 中廣泛使用的熱量交換設(shè)備。并伴隨著化學(xué)工業(yè)的迅速發(fā)展及能源價(jià)格的提高，換熱器的投資比例將進(jìn)一步加大，因此，對(duì)換熱器的研究倍受重視 ,從換熱器的設(shè)計(jì)、制造、結(jié)構(gòu)改進(jìn)到傳熱機(jī)理的研究一直十分活躍 ,一些新型高效換熱器相繼問世。本次設(shè)計(jì)的 管殼式 換熱器屬于間壁式換熱器的一種，這類換熱器是目前工業(yè)上應(yīng)用最為廣泛的一種換熱器。 但無論是哪種換熱設(shè)備，高傳熱效率、低流動(dòng)阻力、合理緊湊的結(jié)構(gòu)、可靠的強(qiáng)度、低制作成本、安修方便仍然是衡量換熱器性能的基本標(biāo)準(zhǔn) [2]。雖然管殼式換熱器在結(jié)構(gòu)緊湊性、傳熱強(qiáng)度和單位傳熱面的金屬消耗量方面無法與板式換熱器相比，但其適用的操作溫度與壓力范圍較大、制造成本低、清洗方便、處理量大、工作可靠，長(zhǎng)期以來，人們已在其設(shè)計(jì)和加工方面積累了許多經(jīng)驗(yàn)，使其在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。在管殼式換熱器中，由于兩流體的溫度不同，使管束和殼體的溫度也不相同，因此它們的熱膨脹程度也有差別。根據(jù)熱補(bǔ)償方法的不同，管殼式換熱器可分為固定管板式、浮頭式、 U型管式、填料函式、滑動(dòng)管板式等類型?？v然各種板式換熱器的競(jìng)爭(zhēng)力不斷上升，管殼式換熱器依然在換熱器市場(chǎng)中占主導(dǎo)地位。 管殼式換熱器作為種傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)換熱設(shè)備，它雖然在換熱效率、設(shè)備的 體積， 金屬材料的消耗量等力而小如其他新型換熱設(shè)備，但它具有結(jié) 構(gòu)堅(jiān)固、操作彈性大 、可靠程度 高 、使用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，所以在化 工 、 石油化工、煉油、 動(dòng)力、核能和其他 行業(yè) 裝置中得到普遍采用，特別是在 高 溫、 高壓和大型換熱器中的應(yīng)用占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。當(dāng)管束和殼體之間溫差較大時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱膨脹，導(dǎo)致管子和管板之間脫開，從而發(fā)生介質(zhì)泄露。所以這種換熱器比較適合用于溫差不大或溫差較大但殼程壓力不高的場(chǎng)合[1]。 該類換熱器結(jié)構(gòu)復(fù)雜且笨重，造價(jià)比固定管板式高 20%左右，材料消耗量大，而且浮頭的端蓋在操作在無法檢查。至于 殼程的壓力也受滑動(dòng)接觸面的密封限制。又因其管束中間部分存在空隙，使殼程流體易于短路而影響換熱。所以該類換熱器僅適用于管殼壁溫相差大，或殼程介質(zhì)易結(jié)垢而管程介質(zhì)不易結(jié)垢、高溫、高壓的場(chǎng)合。因?yàn)樗懈☆^式的優(yōu)點(diǎn)，又克服了固定管板式的不足，結(jié)構(gòu)比浮頭式的簡(jiǎn)單，制作比浮頭式方便，清洗 檢修比浮頭式容易，泄漏時(shí)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)。殼程內(nèi)介質(zhì)具有易揮發(fā)、易燃、易爆及劇毒性質(zhì)時(shí)也不宜使用。 該換熱器使用 甲醇 冷卻， 換熱器操作時(shí)壓力 ，考慮到這一因素，估計(jì)換熱器的 操作壓力 ，因此初步選定 U型管式換熱器。 （ 2） 溫度很高（或很低）的物料宜走管內(nèi)宜減少熱量（或冷量）的損失，也可減少對(duì)特種金屬的需求，降低換熱器成本；但要求被