【正文】 差校正系數(shù)查《化工原理（上冊）》第232頁圖419,可得=平均傳熱溫差=39。=12=12℃?zhèn)鳠峁芘帕泻头殖谭椒ú捎媒M合排列法，取管心距t = ，則t = 25 = ≈ 32 mm橫過管束中心線的管數(shù)===22(根)殼體內徑采用多管程結構，取管板利用率η= ，則殼體內徑為===圓整可取D = 700mm圓整后，換熱器殼體圓筒內徑為D=700mm，殼體厚度選擇10mm。長度定為9000mm。殼體的標記：筒體 DN700 δ=10采用弓形折流板，取弓形折流板圓缺高度為殼體內徑的25%，折流板的板間距為h==175mm，則折流板數(shù)去折流板間距=，則==(mm),可取B為250mm。NB=9000/250－1=59(塊)殼程流體進出口接管：取接管內甲醇流速為u=, q=,則接管內徑為===取標準管徑為50mm管程流體進出口接管：取接管內水流速為u=, q=87753/994/3600=。===取標準管徑為250mm筒體材料選擇為Q235A，單位長度的筒體重110kg/m,殼體總重為110()= 。(，見本設計設備圖)(1)熱量核算A. 殼程對流傳熱系數(shù)因為是有相變的換熱過程，且甲醇蒸汽在水平管束外冷凝，采用凱恩公式估算，即=()1/4當量直徑，由正三角形排列得=殼程流通截面積So ＝BD(1) ＝（1－）＝㎡殼程流體流速及雷諾數(shù)分別為uo＝Vs/So ＝=Reo＝==αo＝(76021000/30/222/3/)1/4＝(m2℃)B. 管程對流傳熱系數(shù)αi＝ 管程流通截面積Si＝＝314/2＝㎡管程流體流速ui=Vs/Si=＝Rei＝＝＝普蘭特準數(shù)Pr＝＝＝αi＝＝(m2℃)C. 傳熱系數(shù)K== (m2℃)D. 傳熱面積S===該換熱器的實際傳熱面積SPSp＝=（）(31422) =㎡該換熱器的面積裕度為：F=＝＝％傳熱面積裕度合適，該換熱器能完成生產(chǎn)任務。換熱器內流體的流動阻力管程流動阻力∑ΔPi=(ΔP1+ΔP2)FtNpNs (315) 其中，ΔP1，ΔP2——分別為直徑及回彎管中因摩擦阻力引起的壓強降，pa Ft——結垢校正因數(shù)，無因次， Np——管程數(shù)， Ns——串連的殼程數(shù)。，雷諾準數(shù)13640（湍流）。設管粗糙度 , 查關系圖得 = = ====(+)=8744 Pa管程流動阻力在允許范圍之內B. 殼程阻力 其中，ΔP1‘——流體橫過管束的壓降，pa ΔP2‘——流體流過折流板缺口的壓強降，pa Fs——殼程壓強降的結垢正因數(shù)，無因次， Ns——串連殼程數(shù)。 其中，F(xiàn)——管子排列方式對壓強降的校正因數(shù) fo——殼程流體的摩擦系數(shù)，當Re500，f= Nc——橫過管束中心線的管子數(shù) NB——折流擋板數(shù)管子為三角形排列，F(xiàn)=，NB=49，nc=12，u0=所以 = =∴ 由式（），得：= =6004 Pa (318) =35（－） = =6004 +=C合理壓降在常壓操作下，操作壓力范圍0—(表壓)，合理壓降為ΔP=P/2 MPa(表壓)，合理壓降ΔP=P/2=（﹢）/2= MPa（絕壓）通過比較，管程壓降與殼程壓降亦在合理范圍。 確定折流擋板形狀和尺寸選擇折流擋板為有弓形缺口的圓形板，直徑為700mm,厚度為10mm。缺口弓形高度為圓形板直徑的約1/4，本設計圓整為200mm。，共有31478=236個；，每個折流擋板上有4個。選擇折流擋板間距h=250mm。折流擋板數(shù)NB =L/h1=9000/2501=:,每個管程156根換熱管(圖中各個圓形表示換熱管). 波形膨脹節(jié)冷流體循環(huán)水的定性溫度為(30℃+25℃)/2=℃熱流體廢液的定性溫度為（71+49）/2=60℃.該換熱器用循環(huán)水冷卻，冬季操作時進口溫度會降低?？紤]到這一因素，估計該換熱器的管壁溫度和殼體壁溫之差較大，因此確定選用帶波形膨脹節(jié)的固定管板式換熱器。波形膨脹節(jié)的壁厚與殼體相同，為10mm。根據(jù)換熱器殼體的公稱直徑700mm，可知波形膨脹節(jié)的公稱直徑也是700mm，根據(jù)公稱直徑，查《化工設備機械基礎》(化學工業(yè)出版社，2008)書中表169的對應條目，獲得波形膨脹節(jié)的具體尺寸(見換熱器設備圖) 設備主要附件的選擇[17] 接管及法蘭的選型（1）管口A管口A為循環(huán)水出口。 ①接管管徑的確定：流量為87753kg/h，密度為994 kg/m3，相當于q=87753/994/3600=。循環(huán)水為低粘度流體，在接管中的合理流速u=——2m/s。本設計取u=。則接管的內徑====250mm。接管的外徑選擇為250mm，壁厚選擇為8mm，材質為20鋼，（GBT 173951998 無縫鋼管尺寸、外形、重量及允許偏差）。 ②接管長度的選擇：接管的長度L選擇150mm。接管的標記：接管 Φ90 L=125 ③接管法蘭的選擇： 查《大學工程制圖》（華東理工大學出版社，2005）表145，接管外徑dH=159mm的板式平焊鋼制管法蘭的公稱通徑DN=150mm。選擇公稱壓力PN=，材料為Q235A，標記為：HG20592 法蘭 PL 150(B) RF Q235A。 該法蘭有8個均布在外周的螺孔，使用8個M16螺栓、螺母、墊片與工藝管道連接。（2）管口B管口B為廢水出口。，密度為760 kg/m3，相當于q=。廢水在接管中的合理流速u=——2m/s。本設計取u=。則接管的內徑=== = 45mm。 （3）管口C管口C為排氣口。 ①接管管徑的確定：接管的外徑選擇32mm，材質為20鋼，（GBT 173951998 無縫鋼管尺寸、外形、重量及允許偏差）。 ②接管長度的選擇：接管的長度L選擇125mm。接管的標記：接管 Φ32 L=100 ③接管法蘭的選擇： 查《大學工程制圖》（華東理工大學出版社，2005）表145，接管外徑dH=32mm的板式平焊鋼制管法蘭的公稱通徑DN=25mm。選擇公稱壓力PN=，材料為Q235A，標記為：HG20592 法蘭 PL 25(B) RF Q235A。 該法蘭有4個均布在外周的螺孔，使用4個M10螺栓、螺母、墊片與配套的法蘭蓋裝配。（4）管口D管口D為廢水進口。接管、法蘭與管口A和B的完全相同。（5）管口E管口E為排污口。 1 接管長度的選擇：接管的長度L選擇90mm。接管的標記：接管 Φ57 L=100 2 接管法蘭的選擇： 查《大學工程制圖》（華東理工大學出版社，2005）表145，接管外徑dH=57mm的板式平焊鋼制管法蘭的公稱通徑DN=50mm。選擇公稱壓力PN=，材料為Q235A，標記為：HG20592 法蘭 PL 50(B) RF Q235A。 該法蘭有4個均布在外周的螺孔，使用4個M12螺栓、螺母、墊片與配套的法蘭蓋裝配。（6）管口F管口F為循環(huán)水進口。接管、法蘭與管口A、B和D的完全相同。 左管板的選型（1）管板厚度：《化工設備機械基礎》(化學工業(yè)出版社，2008)中有表168 管板厚度表。管板的設計壓力為管、殼程設計壓力中的大者。當設計壓力小于1MPa時，取為1MPa；表中的設備殼體內徑壁厚最接近本課程設計值的是70010；管、殼程的溫度差==℃；根據(jù)上述的設計壓力、殼體內徑壁厚以及溫度差，查表得管板的厚度δ=52mm。管板材料為16Mn（鍛件）。（2）管板形狀：管板同時起到法蘭的作用，密封面為凸面，可以和管箱的法蘭(密封面為凹面)連接。管板直徑與管箱法蘭的相同，為830mm。外周均布24個Φ18螺孔。（3）管板的開孔① 開孔和管程隔板密封槽分布情況：左管