【正文】 其他附件 根據(jù) 參考文獻(xiàn) [3]表 43 和表 44，換熱管的 外徑為 19mm ，筒體的內(nèi)徑為 300mm ，圖 21 折流板 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 查得拉桿的直徑 12mmnd ? ，拉桿的數(shù)量為 六 根。殼程入口應(yīng)設(shè)置防沖擋板。 接管 （ 1） 殼程流體進(jìn)出口接管 取接管內(nèi)有機(jī)液的流速為 2m/s ，則殼程接管內(nèi)徑為 4 4 4 0 0 0 0 ( 3 6 0 0 7 6 3 . 1 ) 9 6 . 3 m m3 . 1 4 3 . 1 4 2Vd u ??? ? ?? (213) 查參考文獻(xiàn) [2]附錄 7，取標(biāo)準(zhǔn)管徑為 108m m 4mm? ? 。 （ 2） 管程流體進(jìn)出口接管 取接管內(nèi)循環(huán)水的流速為 ，則管程接管內(nèi)徑為 4 4 1 9 8 9 3 . 0 4 8 ( 3 6 0 0 9 9 6 . 3 ) 6 8 . 6m m3 . 1 4 3 . 1 4 1 . 5Vd u ??? ? ?? (214) 查參考文獻(xiàn) [2]附錄 7，取標(biāo)準(zhǔn)管徑為 89mm 4mm? ? 。 換熱器核算 傳熱能力核算 ????o? 殼程對(duì)流傳熱系數(shù) ； ????ed 殼程 當(dāng)量直徑 ； ????oS 殼程通流截面積 ； ????ou 殼程流體流速 ； ????oRe 殼程雷諾數(shù) ； ????oPr 殼程普朗特?cái)?shù) ； ????i? 管程對(duì)流傳熱系數(shù) ； ????iS 管程通流截面積 ； ????iu 管程流體流速 ； ????iRe 管程雷諾數(shù) ； ????iPr 管程普朗特?cái)?shù) ； ????K 總傳熱系數(shù) 。 （ 1） 殼程對(duì)流給熱系數(shù) 對(duì)于 圓缺形折流板，可采用克恩（ Kern） 公式 ????????????????????????? woo opoo ooeeoo Cudd ??? ?? ??? 根據(jù)參考文獻(xiàn) [1]，流體被加熱時(shí)， ?????????wo?? ，流體被冷卻時(shí)， ????????? wo?? 。由于有機(jī)液被冷卻，故 ?????????wo?? 。 當(dāng)量直徑由正三角形排列得 劉松：反應(yīng)釜冷卻器設(shè)計(jì) 11 2 2 2 2334 4 0 . 0 2 5 0 . 0 1 92 4 2 4 0 . 0 1 7 3 m m3 . 1 4 0 . 0 1 9oeotdd d???? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ?? (215) 殼程通 流截面積 0. 28 0. 3 1 0. 02 01 6 dS B D t?? ??? ? ? ? ? ? ????? ???? (216) 殼程流體流速、雷諾數(shù)及普朗特?cái)?shù)分別為 ? ?4 0 0 0 0 3 6 0 0 7 6 3 . 1 0 . 7 2 2 m s0 . 0 2 0 1 6ou ??? (217) 3 ?? ??? ?o (218) 33 ????? ?o (219) ? ? 10 . 5 5 230 . 1 9 20 . 3 6 1 6 2 6 5 . 4 9 1 0 . 7 8 6 0 . 9 5 1 7 3 6 . 8 6 W m C0 . 0 1 7 3o? ? ? ? ? ? ? ? ? (220) （ 2） 管程給熱系數(shù) 管程通流截面積 2 3 20. 78 5 0. 01 5 18 3. 17 92 5 10 miS ?? ? ? ? ? (221) 管程流體流速、雷諾數(shù)及普朗特?cái)?shù)分別為 ? ?31 9 8 9 3 . 0 4 8 3 6 0 0 9 9 6 . 3 1 . 7 4 4 5 m s3 . 1 7 9 2 5 1 0iu ????? (222) 0 49 4 3 ?? ??? ?i (223) 33 ????? ?i (224) 因?yàn)椋?(1)Re 10000i ? ； (2) 160rP?? ； (3)管長與管徑之比 50ld? ，即進(jìn)口段只占換熱管總長很小一部分，管內(nèi)的流動(dòng)是充分發(fā)展的； (4)流體是低黏度的（不大于水粘度的 2 倍）。 故可采用下式計(jì)算 i? 0 . 8 0 . 4 20 .6 2 10 .0 2 3 0 .0 2 3 3 0 4 9 2 .9 4 5 .7 5 5 7 4 1 4 .9 W m C0 .0 1 5pi i i iiiiCdud ???? ???? ??? ? ? ? ? ? ? ??? ?????? (225) （ 3） 污垢熱阻與管壁熱阻 管外側(cè)污垢熱阻：查污垢熱阻經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)取 20 .0 0 0 1 7 6 m C WsoR ? ?? 管內(nèi)測污垢熱阻： 查污垢熱阻經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)取 006 m C WsiR ? ?? 管壁的熱導(dǎo)率：碳鋼的熱導(dǎo)率 50?? Wm C?? 。 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 （ 4） 總傳熱系數(shù) 100 01 01 69 11?????????????????osomoiosiiio RdbdddRddK ??? (226) 故 25 7 8 .8 7 W m CK ? ?? （ 5） 傳熱面積 理論傳熱面積 219 63 33 .33 10 .21 m57 7 33 .22mQA Kt? ? ??? (227) 該換熱器的實(shí)際換熱面積 ? ? 23 . 1 4 0 . 0 1 9 3 0 . 1 7 2 1 2 . 4 5 7 0 0 8 mP o TA d L N? ?? ? ? ? ? ? ? (228) 面積裕度為 %22% 5 7 0 0 %100 ??????? A AAH P (229) 換熱器面積裕度合適，能夠滿足設(shè)計(jì)要求。 核算壁溫 因管壁很薄，且管壁熱阻很小，故管壁壁溫按下式計(jì)算： hhcchhmccmRRRtRTt??????????? ?????????? ??????1111 12 65 60 C22m TTT ? ?? ? ? ? (230) 210 . 4 0 . 6 0 . 4 3 3 . 5 0 . 6 2 5 2 8 . 4 Cmt t t? ? ? ? ? ? ? ? (231) 式中： ?1T 有機(jī)液進(jìn)口溫度 ， C? ； ?2T 有機(jī)液出口溫度 , C? ； ?1t 循環(huán)水進(jìn)口溫度 , C? ； 2t? 循環(huán)水出口溫度 , C? ； 27 4 1 4 .9 W m Cci??? ? ??； 21 7 3 6 .8 6 W m Cho??? ? ??。 取 兩側(cè)污垢熱阻為零計(jì)算壁溫，得換熱管平均傳熱壁溫： 62 .5 74 14 .9 28 .4 17 36 .8 6 34 .8 7 C1 1 1 74 14 .9 1 17 36 .8 6m c m hchTtt ??? ?? ? ? ??? (232) 式中： ?mT 有機(jī)液平均溫度， C? ； ?mt 循環(huán)水平均溫度， C? ； ?c? 管內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)， 2Wm C?? ； ?h? 管外表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)， 2Wm C?? 。 劉松：反應(yīng)釜冷卻器設(shè)計(jì) 13 殼體平均壁溫，近似取殼程流體的平均溫度，即 CT??。 殼體平均壁溫與換熱管平均壁溫之差： 6 2 . 5 3 4 . 8 7 2 7 . 6 3 Ct T t? ? ? ? ? ? ? 換熱管內(nèi)流體的流動(dòng)阻力 （ 1） 管程流動(dòng)阻力 ?????? ip 管程流動(dòng)阻力； ????? 1p 單程直管阻力； ????? 2p 局部阻力； ????tF 結(jié)垢校正系數(shù)； ????pN 管程數(shù)； ????SN 殼程數(shù)。 管程流動(dòng)阻力按下式計(jì)算 : ? ? spti NNFppp 21 ?????? 根據(jù)參考文獻(xiàn) [1]表 11，取換熱管管壁粗糙度 ?? ，則 ?d? ，而 ?i ，查參考文獻(xiàn) [1]莫迪圖得 ?i? ，流速 m siu ? ，密度 kg m?? ，所以： 2 21 3 9 9 6 . 3 1 . 7 4 4 50 . 0 3 5 1 0 6 1 2 . 7 P a2 0 . 0 1 5 2ii i ulp d ?? ?? ? ? ? ? ? (233) 2 22 9 9 6 . 3 1 . 7 4 4 53 3 4 5 4 8 . 3 P a22iup ? ?? ? ? ? ? ? (234) 對(duì) 19mm 2mm? ? 的管子有 ?tF ，且 4?pN ， 1?sN ? ? ? ?12 1 0 6 1 2 . 7 4 5 4 8 . 3 1 . 5 4 1 9 0 9 6 6 P ai t p sp p p F N N? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? (235) （ 2） 殼程流動(dòng)阻力 ?????? op 殼程流動(dòng)阻力； ?????? 1p 流體流經(jīng)管束的阻力； ?????? 2p 流體流經(jīng)折流板缺口的阻力； ????sF 結(jié)垢校正系數(shù)。 殼程流動(dòng)阻力按下式計(jì)算： ? ? Sso NFppp 21 ????????? （對(duì)于液體 ?s ） 流體流經(jīng)管束的阻力： ? ? 21 21 oBco uNnFfp ????? 式中： ????F 管子排列方式對(duì)壓力降的校正系數(shù)，正三角形排列 ?F ,正方形直列?F ，正方形錯(cuò)列 ?F ； ????of 殼 程 流 體 的 摩 擦 系 數(shù) ， 當(dāng) Re 500o ? 時(shí)，? ? ???? ??oof ； ???? 橫 過管束中心線的管數(shù)， ??? Tc Nn 。 折流板間距 ? ，折流板數(shù) 9?BN , sou ? 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 ? ? 21 7 6 3 . 1 0 . 7 2 20 . 5 0 . 4 7 5 1 0 9 1 4 7 2 3 . 7 8 P a2p ??? ? ? ? ? ? ? ? (236) 流體流經(jīng)折流板缺口的阻力 2 22 2 2 0 . 2 8 7 6 3 . 1 0 . 7 2 23 . 5 9 3 . 5 2 9 2 3 . 7 7 P a2 0 . 3 2oB i uBpN D ??? ?????? ? ? ? ? ? ? ??? ?????? (237) 故 ? ?4 7 2 3 . 7 8 2 9 2 3 . 7 7 1 . 1 5 1 8 7 9 4 . 6 8 P aop? ? ? ? ? ?? (238) 參考表 25，該換熱器的壓降在合理的范圍之內(nèi)，故所設(shè)計(jì)的換熱器合適。 表 25 合理壓力降的選取 操作情況 減壓操作 低壓操作 中壓操作 較高壓操作 操作壓力 /Pa (絕 ) 0~1 105 1 105~ 105 105~11 105 11 105~31 105 31 105~81 105 合理的壓力降/Pa 105 105~ 105 105~ 105 劉松：反應(yīng)釜冷卻器設(shè)計(jì) 15 換熱器 主要工藝結(jié)構(gòu)參數(shù)和計(jì)算結(jié)果見表 26。 表 26 換熱器主要工藝結(jié)構(gòu)參數(shù)和計(jì)算結(jié)果一覽表 參數(shù) 管程 殼程 質(zhì)量流量 /(kg/h) 40000 進(jìn) /出溫度 /℃ 25/ 65/60 設(shè)計(jì)壓力 /MPa 物性參數(shù) 定性溫度 /℃ 密度 /(kg/m3) 定壓比熱容 /(kJ/( kg℃ ) 黏度 /(Pas) 103 103 熱導(dǎo)系數(shù) / W/(m℃ ) 普朗特?cái)?shù) 設(shè) 備 結(jié) 構(gòu)