【正文】 以選用正方形的排列方式排列。所以選用正方形的排列，如右圖 15 所示： 取管心距 t=，則 t= 25=32 ㎜ 隔板中心到離其最近一排管中心距離 可以按下式計算： S=t/2+6=32/2+6=22 ㎜ 故各程相鄰管的管心距為 44 ㎜。折流擋板不僅可防止流體短路、增加流體流速，還迫使流體按規(guī)定路徑多次錯流通過管束，使湍動 程度大為增加。故可取為 20%，則切去的圓缺高度為： h= 400=80mm 取折流板間距 B=， 則 B= 400=120 mm 折流板數(shù)目 NB= 塊94112060001 ????Bl 7．接管的選取 殼程流體進出口接管：取接管內(nèi)液化液流速為 u1=，則接管內(nèi)徑為 07 56 (m ). 1076)3600/(1388844VD 1 ?? ???? ?? 圓整后可取管內(nèi)徑為 76mm。 圖 16 折流板的選取與排列 圖 15 正方形的排列方式 三、換熱器核算 1．核算壓強降 （ 1）、管程壓強降核算 管程流體阻力： pcti NNFppp )( 21 ????? 串聯(lián)的殼程數(shù)： 1?cN ， 管程數(shù)： 2?pN 對于 mmmm ?? 的管子， tF = 管程流通面積： 222 mNdA pcii n ?????? ? 故 smAVu ici / ) 00/(26 202 ???? )(400027 3 流動類型為湍流－ ??? ???? ? ?iii ud 設(shè)管壁粗糙度 , mm?? 故相對粗糙度 , mmd i ???由d?? ??Re關(guān)系圖中查得： ?? ，而流速 u=, 3/ mkg?? 代入相應(yīng)公式得： PaudLp 49072 221 ??????? ?? Paup 15342 222 ?????? ?? Pap i 1 8 0 3 )1 5 3 44 9 0 7( ???????? 30KPa （ 2）、殼程壓強降核算 殼程阻力： CC NFppp )( 210 ???????? 其中 , , 對于液體流體， Fc= 串聯(lián)的殼程數(shù)： 1?CN 流體流經(jīng)管束的阻力：2)1(21 oBCo uNnFfp ????? 管子為正方形排列： 取 F= 而 ???? TC Nn 塊4911206001 ????? BLN B 殼程流通面積為 : 20 )()( mdnDBA co ??????? 故 smAVu / )10 7636 00/(13 888000 ???? 3000 ??? ???? －? ?ud 8 1 8 2 2 ???? ??oof Pap 11712 )149( 21 ??????????? 流體流經(jīng)管束的阻力： PauDBNp oB 16972 ) (492)( 222 ??????????? ? 故總阻力： ???0p (1171+1697) ＝ 3298Pa30KPa 經(jīng)計算表明，管程和殼程壓強降都能滿 足于設(shè)計要求，兩個都不大于 30KPa。而該設(shè)計算得傳熱面積裕度的結(jié)果為 %滿足此要求，所以設(shè)計的換熱器較為合適，能夠完成生產(chǎn)任務(wù)，達(dá)到設(shè)計的要求。為確?？煽?，取循環(huán)冷卻 水進口溫度為 15℃，出口溫度為 39℃計算傳熱管壁溫。但在操作初期，污垢熱阻較小，殼體和傳熱管間壁溫差可能較大。于是，按式 ncnmcwwtTt????11 ??? 式中液體的平均溫度 mt 和氣體的平均溫度分別計算為 ?mt (34+42)/2=38℃ ?mT (95+60)/2=℃ ?? ic ?? 4802w/㎡ k 傳熱管平均壁溫 6 914 8 0 21 6 9/384 8 0 2/ ????wt℃ 殼體壁溫，可近似取為殼程流體的平均溫度，即 T=℃。 該溫差較大，故需要設(shè)溫度補償裝置。 第四章 設(shè)計結(jié)果匯總表 為了其方面，現(xiàn)將 設(shè)計結(jié)果匯入總表中。 參數(shù) 管程 (冷卻水 ) 殼程（液化液） 流率 /（ kg/h） 26202 13888 進 /出口溫度 /℃ 34/42 95/60 壓力 /MPa 物性 定性溫度 /℃ 38 密度 /（ kg/m3） 1076 定壓比熱容 /[kj/（ kg?k） ] 粘度 /（ Pa?s） 310? 310? 熱導(dǎo)率（ W/m?k） 普朗特數(shù) 設(shè)備結(jié)構(gòu)參數(shù) 形式 浮頭式 殼程數(shù) 1 殼體內(nèi)徑 /㎜ 400 臺數(shù) 1 管徑 /㎜ Φ 25 管心距 /㎜ 32 管長 /m 6 管子排列 □正方形 管數(shù)目 /根 46 折流板數(shù) /塊 49 傳熱面積 /㎡ 折流板間距 /㎜ 120 管程數(shù) 2 材質(zhì) 不銹鋼 主要計算結(jié)果 管程 殼程 流速 /（ m/s） 表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) /[W/（㎡? k） ] 4802 污垢熱阻 /（㎡? k/W） 阻力 /Pa 18034 3298 熱流量 /W 243040 傳熱溫差 /K 傳熱系數(shù) /[W/（㎡? K） ] 373 裕度 /% 附表 12 換熱器主要結(jié)構(gòu)尺寸和計算結(jié)果 第五章 設(shè)計說明及討論 一、根據(jù)以上的設(shè)計可以總結(jié)出列管換熱器的選用與設(shè)計計算步驟 設(shè)計說明 ： (1)根據(jù)傳熱任務(wù)，從熱量衡算方程計算換熱器的熱負(fù)荷 Q；按逆流計算平均溫差；按照經(jīng)驗數(shù)據(jù)估計總傳熱系數(shù) K；由傳熱速率方程初估傳熱面積 0S 。 (3) 計算管、殼程壓降，如不在合理范圍內(nèi)，應(yīng)調(diào)整管程數(shù)、 (重復(fù)步驟 2) (4)計算流體在所選換熱器中管程及殼程的給熱系數(shù) ， 。 如不在合理范圍內(nèi)，（ 重復(fù)步驟 3）。若所選換熱器提供的實際傳熱面積為 實pA 。 (6)必要時進行方案對比，找出最經(jīng)濟合理的換熱方案。即 換熱器的管程和殼程壓強降不大于 30Kpa， 總傳熱系數(shù) K與假設(shè) K0必須滿足 K/K0=—— 之間，而 換熱器的面積裕度大于 15%~20%，這是都是考慮到生產(chǎn)安全的問題，如果不設(shè)計好，對生產(chǎn)過程中可能會帶來一定的危險性。實際設(shè)計是要求設(shè)計者反復(fù)計算，對各次結(jié)果進行比較后，從中定出較適宜的或者最優(yōu)的設(shè)計。 通常，進行 換熱器的選擇和設(shè)計時，應(yīng)滿足傳熱要求的前提下，再考慮其他各項的問題。例如，若設(shè)計換熱器的總傳熱系數(shù)比較大，將導(dǎo)致流體通過換熱器的壓強降增大，相應(yīng)地增加了動力費用；若增加換熱器的表面積，可能使總傳熱系數(shù)或壓強降減少，但卻又要受到換熱器所能允許的尺寸的限制，且換熱器的造價也提高了?？傊O(shè)計者應(yīng)綜合分析考慮上述因素，給予細(xì)心的判斷，以便作出一個適宜的設(shè)計。 化工原理課程設(shè)計簡明教程 /唐倫成編著－哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)出版社，20xx 化工原理課程設(shè)計 /王國勝主編 .— 2 版 .— 大連：大連理工大學(xué)出版社， （ 重?。? 全國普通高等學(xué)校優(yōu)秀教材：化工原理上冊修訂版，夏清 陳常貴 主編，姚玉英 主審；天津大學(xué)出版社出版； 20xx 年 8 月第八次印刷。 熱交換器原理與設(shè)計 /史美中主編－ 2 版－南京東南大學(xué)出版社 20xx 年 8 月 第七章 結(jié)束語 21 世紀(jì)是能源短缺的世紀(jì)，傳熱技術(shù)的發(fā)展引人注目。今后，換熱器的研究發(fā)展方向應(yīng)該是研制以盡量小的溫差，盡量少的傳熱面積來傳輸同樣多熱量的“高效換熱器”。 它要求我們要理論聯(lián)系實際、靈活運用所學(xué)知識才能解決實際問題，它能使我們達(dá)到增強實踐與創(chuàng)新能力的目的。 在整個課程設(shè)計中，我對換熱器有了全面的認(rèn)識，對換熱器的構(gòu)造特點、工作原理和設(shè)計時需要考慮的因素以及換熱器的綜合計算等等都有了更深刻的認(rèn)識。我覺得通過設(shè)計 ，可以鍛煉自己的設(shè)計能力，培養(yǎng)自己獨立思考問題的能力，這也對以后從事工作中有一定的幫助。由于本身自己的經(jīng)驗不足，造成在設(shè)計過程中經(jīng)常遇到很多問題，如在取估計值 總傳熱系數(shù)K時，由于 估計值取得太大，導(dǎo)致所算結(jié)果不符合，到最后還要重新設(shè)計，回頭再算一次，并且計算過程也比較煩瑣，容易出錯。對于存在的不足之處，謝謝老師能給予指