【正文】 4管程 殼體內(nèi)徑D的計算值最終應(yīng)圓整到標(biāo)準(zhǔn)值。在臥式換熱器中，折流板還起著支撐管束的作用；在殼程內(nèi)裝置折流板，折流板還起支撐換熱管作用。（一）折流板分類及特點折流板可分為橫向折流板和縱向折流板兩種。在殼程管束中，一般都裝有橫向折流板，用以引導(dǎo)流體橫向流過管束，增加流體速度，以增強傳熱；同時起支撐管束、防止管束振動和管子彎曲的作用。1）圓缺形（或稱弓形）折流板圓缺形（或稱弓形）折流板是常見的折流板，有水平圓缺和垂直圓缺兩種排列方式。垂直圓缺用于水平冷凝器、水平再沸器和含有懸浮固體粒子流體用的水平熱交換器等。弓形折流板中以單弓形用的最多。在臥式冷凝器中，折流板底部應(yīng)開一高度為15~20mm的90176。在有些冷凝器中需要保留一定量的過冷凝液以保證泵的吸入壓頭，此時可采用帶堰的折流板。雙弓形折流板多用于大直徑的換熱器中。采用雙弓形折流板可消除此弊病，因流體分兩股流動，不僅減少了死區(qū)，還有利于減輕流體誘發(fā)的振動。在環(huán)形板背后有堆積不凝氣或污垢，所以不多用。圖32 折流板型式（a）水平圓缺 （b）垂直圓缺 （c）環(huán)盤型（二）折流板間隔折流板與支撐板一般均借助于長拉桿利用焊接或定距管來保持板件的距離。折流板間距的確定原則主要是考慮流體流動，理想的情況是缺口的流通截面積和通過管束的錯流流動的截面積大致相等。推薦折流板間距的最小值為殼內(nèi)徑的1/5，最大值決定于支持管所必需的最大間距，規(guī)定不得大于殼內(nèi)徑。折流板外徑與殼體之間的間隙應(yīng)適宜。但間隙過小，會給制造安裝帶來困難增加設(shè)備成本；間隙過大，有會造成流經(jīng)此處短路的殼程流體量增多，降低傳熱效率。表37 折流板厚度公稱殼體內(nèi)徑相鄰兩折流板間距300300~450450~600600~750750200~4003561010400~70056101012700~1000681012161000610121616（三）緩沖板在殼程進口管接管處常裝有防沖擋板，或稱緩沖板。也有在管束兩端放置導(dǎo)流筒，不僅其防沖板的作用，還可以改善兩端流體的分布，提高傳熱效率。往往采用旁流擋板。2）假管為減少管程分程所引起的中間穿流的影響，可設(shè)置假管。假管通常是每隔3~4排換熱管安置一根。拉桿式一根兩端皆帶有螺紋的長桿，一段擰入管板，折流板就穿在拉桿上，個班之間則以套在拉桿上的定距管來保持板間距離，最后一塊折流板可用螺母擰在拉桿上予以固定。各種尺寸的換熱器的拉桿直徑和拉桿數(shù)，可參考表38。但當(dāng)工藝上無折流板的要求，例如冷凝器，而管子比較細長時，應(yīng)考慮有一定數(shù)量的支承板以便于安裝和防止管子變形過大。支承板做成半圓形較好，支撐板厚度一般不應(yīng)小于表39中所列的數(shù)據(jù)。表310 最大間距管子外徑19253857L1500180025003400換熱器管內(nèi)流體進出口的空間為管箱，管箱結(jié)構(gòu)應(yīng)便于拆裝，以利于管子的清洗、檢修。1）封頭當(dāng)殼體直徑較小時常采用封頭。2）管箱殼徑較大的換熱器大多采用管箱結(jié)構(gòu)。3）分程隔板當(dāng)需要的換熱面很大時，可采用多管程換熱器。這樣可提高介質(zhì)流速，增強傳熱。在布置時應(yīng)盡量使管程流體與殼程流體成逆流布置，以增強傳熱，同時應(yīng)嚴(yán)防分程隔板的泄漏，以防止流體的短路。當(dāng)加熱蒸汽后高速流體流入殼程時，對換熱管會造成很大的沖刷，所以常將殼程接管在入口處加以擴大，及將接管做成喇叭形，以起緩沖作用。通常采用的擋板有圓形和方形。當(dāng)需加大流體通道時，可在擋板上開些圓孔以加大流體通過的截面。對于蒸汽在殼程冷凝的立式換熱器、冷凝器等，應(yīng)盡量減少冷凝液在管板上的滯留，以保證傳熱面的充分利用。第4章 換熱器的工藝計算兩流體溫度變化情況：熱流體（苯）進口溫度80℃，出口溫度30℃；冷流體（循環(huán)水）進口溫度25℃，出口溫度43℃。由于循環(huán)冷卻水易結(jié)垢，為了便于水垢的清洗，應(yīng)采用循環(huán)水走管程，苯走殼程。：可取流體進口溫度的平均值。選用φ25，根據(jù)表三—管內(nèi)流速取u i=1m/s。現(xiàn)取傳熱管長，則該換熱器管程程數(shù)為傳熱管總根數(shù)平均傳熱溫差校正系數(shù) 按單殼程, 2管程結(jié)構(gòu),溫差校正系數(shù)應(yīng)查有關(guān)表但R=，因而相應(yīng)以1/R代替R，PR代替P查同一圖線，可得 平均傳熱溫差采用組合排列法,即每程內(nèi)均按正三角排列,則橫過管束中心線的管數(shù)采用多管程結(jié)構(gòu),取管板利用率,則殼體內(nèi)徑為可取D=421mm．折流板的選擇采用弓形折流板,取弓形折流板圓缺高度為殼體內(nèi)徑的25%,則切去的圓缺高度為，故取h=106mm取折流板間距則。殼程流體進出口接管:取接管內(nèi)流速為，則接管內(nèi)徑為取標(biāo)準(zhǔn)管徑為100mm。 （1）殼程傳熱系數(shù)對圓缺形折流板,可采用克恩公式當(dāng)量直徑,由三角形排列得殼程流通截面積殼程流體流速及其雷諾數(shù)分別為普蘭特準(zhǔn)數(shù)粘度校正W/(m?))（2）管程對流傳熱系數(shù)管程流通截面積管程流體流速及其雷諾數(shù)分別為普蘭特準(zhǔn)數(shù)（3）總傳熱系數(shù) K （4）傳熱面積 S 該換熱器的實際傳熱面積SP該換熱器的面積裕度為傳熱面積裕度合適,該換熱器能夠完成生產(chǎn)任務(wù)（1）管程流動阻力計算 NS,=1,NP =2,Ft= , 由Re=21751，傳熱管相對粗糙度，查圖——摩擦系數(shù)與雷諾準(zhǔn)數(shù)及相對粗糙度的關(guān)系得，流速，所以管程流動阻力在允許范圍之內(nèi)。工藝設(shè)計計算結(jié)果匯總表參數(shù)管程殼程進、出口溫度，℃25/4380/30壓力，Pa6844流量，kg/h1879216000物性物性溫度，℃3055密度，kg/m3定壓比熱容，kJ/（kg?℃）粘度，Pa?s熱導(dǎo)率，W/m?℃結(jié)構(gòu)參數(shù)形式浮頭式換熱器殼程數(shù)1殼體內(nèi)徑，mm400臺數(shù)1管徑，mmφ25管心距，mm32管長，mm5611管子排列△管數(shù)，根188折流板數(shù)，個23傳熱面積，m294折流板間距，mm管程數(shù)2材質(zhì)碳鋼主要計算結(jié)果管程殼程流速，m/s污垢熱阻，熱流量，W432317傳熱溫差，℃21傳熱系數(shù)，W/(m2K)985裕度/%主要符號說明 英文字母——折流板間距，——系數(shù)，無量綱——管徑，——換熱器外殼內(nèi)徑，——摩擦系數(shù)——系數(shù)——圓缺高度，——總傳熱系數(shù)，——管長，——程數(shù)——指數(shù)；管數(shù)；程數(shù)——管數(shù)；程數(shù)——折流板數(shù)——努塞爾特準(zhǔn)數(shù)——壓力，；因數(shù)——普蘭特準(zhǔn)數(shù)——熱通量，——傳熱速率， —半徑，；汽化潛熱，——熱阻，——雷諾準(zhǔn)數(shù)——傳熱面積，——冷流體溫度，；管心距，——特流體溫度，——流速，——質(zhì)量流量， 下標(biāo)——冷流體——熱流體——管內(nèi)——平均——管外——污垢——對流傳熱系數(shù)， ——有限差值——導(dǎo)熱系數(shù)，——粘度，——密度，——校正系數(shù)附 錄附錄（一）流體無相變對流傳熱系數(shù)流動狀態(tài)關(guān)聯(lián)式適用條件管內(nèi)強制對流圓直管內(nèi)湍流低粘度流體；流體加熱，冷卻；。特性尺寸；定性溫度：流體進出口溫度的算術(shù)平均值（取壁溫）圓直管內(nèi)滯留管徑較小，流體與壁面溫度差較小，值較大；。圓直管內(nèi)過渡流；湍流時的對流傳熱系數(shù)，校正系數(shù)；過度流對流傳熱系數(shù)。直列管束，管束排數(shù)=10，特性尺寸：管外徑，流速取通道最狹窄處。蒸汽冷凝垂直管外膜滯流特征尺寸：垂直管的高度，定性溫度：水平管束外冷凝N水平管束在垂直列上的管數(shù)，膜滯流特征尺寸： 附錄（二）流體的污垢熱阻加熱流體溫度，115115~205水的溫度，2525水的速度，污垢熱阻，:海水自來水、井水、鍋爐軟水蒸餾水硬水河水附錄（三）流體的污垢熱阻流體名稱污垢熱阻流體名稱污垢熱阻流體名稱污垢熱阻有機化合物蒸汽有機化合物石腦油溶劑蒸汽鹽水煤油天然氣熔鹽汽油焦?fàn)t氣植物油重油水蒸氣原油瀝青油空氣柴油附錄（四）合理壓力降的選取操作情況操作壓力，（絕）合理壓力降，減壓操作低壓操作中壓操作較高壓操作附錄（五）平均溫差校正系數(shù)參 考 文 獻[1].賈紹義，柴城敬主編.《化工原理課程設(shè)計》.天津：[2].王國勝.《化工原理課程設(shè)計第二版》.大連：[3].任曉光，宋永吉，李翠清.《化工原理課程設(shè)計指導(dǎo)》.北京：[4].[聯(lián)邦德國].《換熱器設(shè)計手冊 第二卷 流體力學(xué)與傳熱學(xué)》.北京：[5].匡國柱，史啟才.《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計》.北京：[6].:化學(xué)業(yè)出版社,1991結(jié) 束 語經(jīng)過了近一個月的學(xué)習(xí)，通過查閱大量文獻及數(shù)據(jù)處理，化工原理課程設(shè)計已基本完成。首先，課程設(shè)計鍛煉了我的信息搜集能力和信息處理能力。其次，課程設(shè)計檢驗了我們對學(xué)過知識的運用情況，讓我們能對書本上的知識加以利用。同時，在這次課程設(shè)計中我還發(fā)現(xiàn)了我的很多缺點和不足。另外，大量的內(nèi)容也暴露出自己知識面窄，對實踐活動的能力不強等諸多問題。在我們共同的努力中我感受到了團隊的合作力量，團隊的溫暖，我想我們每個人都會為我們共同努力的汗水所驕傲和自豪。最后，再次衷心的感謝邵老師的指導(dǎo)和幫助，您認真負責(zé)的態(tài)度無時無刻不在激勵著我，不光在課程設(shè)計過程中，也包括生活中，謝謝！46