固定管板式列管換熱器課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　化工原理課程設(shè)計(jì)說明書</p><p>　　題目： 乙苯冷卻列管式換熱器的設(shè)計(jì) </p><p>　　院 系 石油化工學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級(jí) </p><p>　　學(xué)生姓名 </p><p>　　學(xué)

2、 號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　設(shè)計(jì)時(shí)間 2016年12月5日</p><p><b>　　目錄 </b></p><p>　　第一章設(shè)計(jì)任務(wù)書- 3 -</p><p>　　一、 設(shè)計(jì)題目

3、- 3 -</p><p>　　二、 設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)- 4 -</p><p>　　三、設(shè)計(jì)內(nèi)容- 4 -</p><p>　　四、設(shè)計(jì)時(shí)間- 4 -</p><p>　　第二章、課程設(shè)計(jì)概述- 5 -</p><p>　　一、設(shè)計(jì)目的- 5 -</p><p>　　二、換熱器設(shè)備的在生

4、產(chǎn)中作用及應(yīng)用- 5 -</p><p>　　三、工藝流程示意圖- 5 -</p><p>　　四 列管式換熱器的特點(diǎn)- 6 -</p><p>　　1、應(yīng)用特點(diǎn)- 6 -</p><p>　　2、設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)- 6 -</p><p>　　五、設(shè)計(jì)方案的確定- 6 -</p><p&

5、gt;　　第三章、換熱過程工藝計(jì)算- 10 -</p><p>　　一、工藝計(jì)算及主要設(shè)備設(shè)計(jì)- 10 -</p><p>　　1.選擇換熱器的類型- 10 -</p><p>　　2.管程安排- 10 -</p><p>　　二、確定物性數(shù)據(jù)- 10 -</p><p>　　三、計(jì)算總傳熱系數(shù)- 11 -

6、</p><p>　　四、工藝結(jié)構(gòu)尺寸- 12 -</p><p>　　1.選管子規(guī)格- 12 -</p><p>　　2.總管數(shù)和管程數(shù)- 12 -</p><p>　　3.傳熱管排列和分程方法- 13 -</p><p>　　4.殼體內(nèi)徑- 13 -</p><p>　　5.折流板

7、- 13 -</p><p>　　6.接管- 13 -</p><p>　　五、換熱器核算- 14 -</p><p>　　1.熱流量核算- 14 -</p><p>　　2.換熱器內(nèi)流體的壓力降- 16 -</p><p>　　第五章、主要零部件- 18 -</p><p>　　1

8、.封頭- 18 -</p><p>　　2.支座- 19 -</p><p>　　3.墊片- 19 -</p><p>　　4.管板- 19 -</p><p>　　第六章、設(shè)計(jì)評(píng)述與體會(huì)- 19 -</p><p>　　第七章、參考文獻(xiàn)- 20 -</p><p>　　致 謝-

9、21 -</p><p><b>　　摘要 </b></p><p>　　換熱器是化工、石油、食品及其他許多工業(yè)部門的通用設(shè)備，在生產(chǎn)中占有重要的地位。所以，本次課程設(shè)計(jì)我們設(shè)計(jì)列管式換熱器。設(shè)計(jì)內(nèi)容有設(shè)計(jì)任務(wù)書、課程設(shè)計(jì)概述、換熱工藝計(jì)算等。設(shè)計(jì)過程主要通過設(shè)計(jì)任務(wù)書和國標(biāo)準(zhǔn)則，計(jì)算兩流體的定性溫度，查資料確定物性數(shù)據(jù)，計(jì)算總傳熱系數(shù)、工藝結(jié)構(gòu)尺寸和確定主要零部件。

10、設(shè)計(jì)結(jié)果為單殼程和單管程的固定管板式換熱器。其優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，制造成本低；管內(nèi)不易積垢，即使產(chǎn)生污垢也便于清洗。</p><p>　　固定管板式換熱器管束連接在管板上，管板與殼體焊接。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、能承受較高的壓力，造價(jià)低，管程清洗方便，管子損壞時(shí)易堵管或更換；缺點(diǎn)是當(dāng)管束與殼體的壁溫或材料的線脹系數(shù)相差較大時(shí)，殼體與管束將會(huì)產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力，這種換熱器適用于殼側(cè)介質(zhì)清潔且不易結(jié)垢、并能進(jìn)行清洗、管

11、程與殼程兩側(cè)溫差不大或溫差較大但殼程壓力不高的場合。</p><p>　　關(guān)鍵詞：換熱器；設(shè)計(jì)計(jì)算；固定管板式</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Heat exchanger is a chemical, oil, food and many other industrial departments of

12、 general equipment, occupies an important position in the production. So, the course design of our design of shell and tube heat exchanger. Design content has the design specification, summary of curriculum design, so th

13、e heat exchange process calculation, etc. Mainly through the design plan descriptions of the design process and gb standards, calculated two fluid temperature, check information to determine physical </p><p>

14、;　　Key words: heat exchanger; Design calculation; Fixed tube-sheet</p><p><b>　　第一章設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p>　　一、 設(shè)計(jì)題目：處理量 噸/年乙苯冷卻列管式換熱器的設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　二、 設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)</b>

15、</p><p>　　1.處理能力：1764Kg/h乙苯冷卻</p><p>　　2. 設(shè)備型式: 列管式換熱器</p><p><b>　　3.操作條件</b></p><p><b>　?。?）管程</b></p><p>　　進(jìn)口溫度為136℃,出口溫度為45℃<

16、/p><p>　　允許壓力降：不大于105MPa</p><p><b>　?。?）殼程</b></p><p>　　進(jìn)口溫度為30℃，出口溫度50℃</p><p>　　允許壓力降：不大于105Pa</p><p>　?。?）每年按330天計(jì),每天24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行</p><p&

17、gt;<b>　　三、設(shè)計(jì)內(nèi)容：</b></p><p>　　1. 工藝設(shè)計(jì)：確定設(shè)備的主要工藝尺寸，如：管徑、管長、管子數(shù)目、管程數(shù)目等，計(jì)算K0。</p><p>　　2.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：確定管板、殼體、封頭的結(jié)構(gòu)和尺寸；確定鏈接方式、管板的列管的排列方式、管法蘭、接管法蘭、接管等組件的結(jié)構(gòu)。</p><p>　　3.繪制列管式換熱器的裝配圖（A

18、1圖紙）及編寫課程設(shè)計(jì)說明書。</p><p><b>　　四、設(shè)計(jì)時(shí)間：</b></p><p>　　2016年12月5日------2016年12月17日</p><p>　　設(shè)計(jì)學(xué)生：史磊 指導(dǎo)教師： 劉榮杰 </p><p>　　第二章、課程設(shè)計(jì)概述</p><p>&l

19、t;b>　　一、設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　課程設(shè)計(jì)是化工原理課程教學(xué)中綜合性和實(shí)際性較強(qiáng)的教學(xué)環(huán)節(jié)，是理論聯(lián)系實(shí)際的橋梁，是使我們體察工程實(shí)際問題復(fù)雜性的初次嘗試。通過課程設(shè)計(jì)使我們能綜合運(yùn)用本課程和前修課程的基本知識(shí)，進(jìn)行融會(huì)貫通的獨(dú)立思考，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成指定的化工設(shè)計(jì)任務(wù)，從而得到化工設(shè)計(jì)的主要程序和方法，進(jìn)而提高我們分析和解決工程實(shí)際問題的能力。同時(shí)，通過課程設(shè)計(jì)，還可以培

20、養(yǎng)我們樹立正確的設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)實(shí)事求是，嚴(yán)肅認(rèn)真，高度負(fù)責(zé)的工作作風(fēng)。</p><p>　　二、換熱器設(shè)備的在生產(chǎn)中作用及應(yīng)用</p><p>　　流體，是流體溫度達(dá)到工藝流程規(guī)定的指標(biāo)，以滿足工藝流程上的需要。此外，換熱器也是回收余熱、廢熱特別是低位熱能的有效裝置。例如，高爐爐氣（約1500℃）的余熱，通過余熱鍋爐可生產(chǎn)壓力蒸汽，作為供汽、供熱等的輔助能源，從而提高熱能的總利用率，降低燃

21、料消耗，提高工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益。本此設(shè)計(jì)正是要利用換熱器降低泥漿的溫度，從而獲取熱量用以供熱，洗澡等。這樣不僅節(jié)約了能源，同時(shí)也合理利用了資源，帶來了額外的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。</p><p>　　隨著我國工業(yè)的不斷發(fā)展，對能源利用、開發(fā)和節(jié)約的要求不斷提高，因而對換熱器的要求也日益加強(qiáng)。換熱器的設(shè)計(jì)、制造、結(jié)構(gòu)改進(jìn)及傳熱極力的研究十分活躍，一些新型高效換熱器相繼面世。</p><p><b&g

22、t;　　三、工藝流程示意圖</b></p><p>　　冷卻水從換熱器殼程下方進(jìn)入，從換熱器上方排出，乙苯從換熱器左側(cè)的入口進(jìn)入，乙苯從右側(cè)出口排出。（見圖1）</p><p><b>　　圖1</b></p><p>　　四 列管式換熱器的特點(diǎn)</p><p><b>　　1、應(yīng)用特點(diǎn)</b

23、></p><p>　　列管換熱器的特點(diǎn)是殼體和管板直接焊接，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊。在同樣的殼體直徑內(nèi)，排管較多。管式換熱器具有易于制造、成本較低、處理能力達(dá)、換熱表面清洗比較方便、可供選用的結(jié)構(gòu)材料廣闊、適應(yīng)性強(qiáng)、可用于調(diào)溫調(diào)壓場合等優(yōu)點(diǎn)，由于兩管板之間有管子相互持撐，管板得到加強(qiáng)，故在各種列管換熱器中他的管板最薄，其造價(jià)比較低，因此得到了廣泛應(yīng)用。</p><p><b>　

24、　2、設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)</b></p><p>　　列管式換熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是管束以焊接或脹接在兩塊管板上，管板分別焊接在外殼的兩端并在其上連接有頂蓋，頂蓋和殼體上裝有流體進(jìn)出口接管。與其他形式的換熱器相比，結(jié)構(gòu)簡單，制造成本較低。管內(nèi)不易積累污垢，即使產(chǎn)生了污垢也便于清洗，但無法對管子的外表面進(jìn)行檢查和機(jī)械清洗，因而不適宜處理臟的或有腐蝕性的介質(zhì)。由于管子和管板與殼體的連接都是剛性的，當(dāng)管子和殼體的壁溫

25、或材料的線膨脹系數(shù)相差較大時(shí)，在殼體和管子中將產(chǎn)生很大的溫差應(yīng)力，以至管子扭彎或從管板上松脫，甚至損壞整個(gè)換熱器。</p><p>　　當(dāng)管子和殼體的壁溫差大于50℃時(shí)，應(yīng)在殼體上設(shè)置溫差補(bǔ)償——膨脹節(jié)，依靠膨脹節(jié)的彈性變形可以減少溫差應(yīng)力，膨脹節(jié)的形式較多，常見的有Ｕ形、平板形和Ω形等幾種。由于Ｕ形膨脹節(jié)的撓性與強(qiáng)度都比較好，所以使用得最為普遍。當(dāng)要求較大的補(bǔ)償量時(shí)，宜采用多波形膨脹節(jié)。當(dāng)管子和殼體的壁溫差大于

26、60℃和殼程壓強(qiáng)超過0.6MPa時(shí)，由于補(bǔ)償圈過厚，難以伸縮，失去溫差補(bǔ)償?shù)淖饔?，就?yīng)考慮其他結(jié)構(gòu)。</p><p><b>　　五、設(shè)計(jì)方案的確定</b></p><p>　　1.對于列管式換熱器，首先根據(jù)換熱流體的腐蝕性或其它特性選項(xiàng)定其結(jié)構(gòu)材料，然后再根據(jù)所選項(xiàng)材料的加工性能，流體的壓強(qiáng)和溫度、換熱的溫度差、 換熱器的熱負(fù)荷、安裝檢修和維護(hù)清洗的要求以及經(jīng)濟(jì)合

27、理性等因素來選項(xiàng)定其型式。 </p><p>　　設(shè)計(jì)所選用的列管換熱器的類型為固定管板式。列管換熱器是較典型的換熱設(shè)備，在工業(yè)中應(yīng)用已有悠久歷史，具有易制造、成本低、處理能力大、換熱表面情況較方便、可供選用的結(jié)構(gòu)材料廣闊、適應(yīng)性強(qiáng)、可用于調(diào)溫調(diào)壓場合等優(yōu)點(diǎn)，故在大型換熱器中占優(yōu)勢。固定管板式列管換熱器的特點(diǎn)是，殼體與管板直接焊接，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，在同樣的殼體直徑內(nèi)排管最多。由于兩管板之間有管板的相互支撐，管板得

28、到加強(qiáng)，故各種列管換熱器中它的管板最薄，造價(jià)最低且易清洗。缺點(diǎn)是，管外清洗困難，管壁與殼壁之間溫差大于50℃時(shí)，需在殼體上設(shè)置膨脹節(jié)，依靠膨脹節(jié)的彈性變形以降低溫差壓力，使用范圍僅限于管、殼壁的溫差不大于70℃和殼程流體壓強(qiáng)小于600kpa的場合，否則因膨脹節(jié)過厚，難以伸縮而失去溫差補(bǔ)償作用。（見圖2）</p><p>　　圖2固定管板式換熱器</p><p>　　2.對于換熱器內(nèi)流體通入

29、空間的選擇：在列管式換熱器中，哪一種流體走管程，哪一種走殼程，一般可從下列幾個(gè)方面考慮。</p><p>　　（1）不潔凈或易結(jié)垢的流體走易于清洗的一側(cè)；對于固定管板式換熱器， 一般走管程；U形管換熱器，一般走殼程。</p><p>　?。?）粘性大的或流量小的流體，宜走殼程，因流體在有折流板的殼程流動(dòng)時(shí)在較低的雷諾數(shù)（Re＜100）下，即可達(dá)到湍流，有利于提高傳熱系數(shù)。</p>

30、;<p>　?。?）有腐蝕性流體應(yīng)走管程，這樣，只有管子、管板和管箱需要使用耐腐蝕的材料，而殼體及管外空間的其他零件都可以使用比較便宜的</p><p>　?。?）壓力高的流體走管程，因?yàn)楣茏又睆叫?，承受壓力的能力好，還避免了采用高壓殼體和高壓密封。</p><p>　?。?）有毒的流體走管程，減少泄漏的機(jī)會(huì)。</p><p>　?。?）飽和蒸汽一般走

31、殼程，便于冷凝液的排出，而且蒸汽較清潔，無清洗要求。被冷卻的流體走殼程，便于散熱。</p><p>　　對于固定管板式換熱器，若兩流體的溫差較大，對流傳熱系數(shù)較大者宜走管程， 這樣可以降低管壁與殼壁的溫差。減少熱應(yīng)力。</p><p>　　以上原則，在實(shí)際中不可能同時(shí)兼顧，對具體情況仔細(xì)分析，抓住主要方面。例如首先從流體的壓力、腐蝕性以及清洗等方面考慮，然后再對壓力降和傳熱系數(shù)等方面要求進(jìn)

32、行校核，以便作出較恰當(dāng)選擇。</p><p>　　3.對于流速的選擇:換熱器內(nèi)流體的流速大小,應(yīng)有經(jīng)濟(jì)衡算來決定.增大器內(nèi)流體的流速,可增強(qiáng)對流傳熱,減少污垢在換熱管表面上沉積的可能性,即降低了污垢的熱阻,使總傳熱系數(shù)增大,從而減少換熱器的傳熱面積和設(shè)備的投資經(jīng)費(fèi),但是流速增大,又使流體阻力增大,動(dòng)力消耗也就增多,從而致使操作費(fèi)用增加,若流速過大,還會(huì)使換熱器產(chǎn)生震動(dòng),影響壽命,因此選取合適的流速是十分重要的。（

33、見表1，表2）</p><p>　　表1管殼式換熱器中不同黏度液體的常用流速</p><p>　　表2管殼式換熱器中常用的流速范圍</p><p>　　4.對于換熱管布置和排列間距，常用換熱管規(guī)格有ф19×2 mm、ф25×2 mm(1Crl8Ni9Ti)、ф25×2.5 mm(碳鋼10)。小直徑的管子可以承受更大的壓力，而且管壁較薄；

34、同時(shí)，對于相同的殼徑，可排列較多的管子，因此單位體積的傳熱面積更大，單位傳熱面積的金屬耗量更少。換熱管管板上的排列方式有正方形直列、正方形錯(cuò)列、三角形直列、三角形錯(cuò)列和同心圓排列。（見圖3）  （A） （B）（C）</p><p>　　（D） （E）</p><p>　　圖 3 換熱管在管板上的排列方式(A) 正方形直列 （B）正方形錯(cuò)列 (C

35、) 三角形直列 （D）三角形錯(cuò)列  （E）同心圓排列</p><p>　　正三角形排列結(jié)構(gòu)緊湊；正方形排列便于機(jī)械清洗；同心圓排列用于小殼徑換熱器，外圓管布管均勻，結(jié)構(gòu)更為緊湊。我國換熱器系列中，固定管板式多采用正三角形排列；浮頭式則以正方形錯(cuò)列排列居多，也有正三角形排列。 5.對于管板，管板的作用是將受熱管束連接在一起，并將管程和殼程的流體分隔開來。 管板與管子的連接可脹接或焊接。脹接法是

36、利用脹管器將管子擴(kuò)脹，產(chǎn)生顯著的塑性變形，靠管子與管板間的擠壓力達(dá)到密封緊固的目的。脹接法一般用在管子為碳素鋼，管板為碳素鋼或低合金鋼，設(shè)計(jì)壓力不超過4MPa，設(shè)計(jì)溫度不超過350℃的場合。 </p><p>　　6.對于封頭和管箱，封頭和管箱位于殼體兩端，其作用是控制及分配管程流體。 </p><p>　?。?）封頭 當(dāng)殼體直徑較小時(shí)常采用封頭。接管和封頭可用法蘭或螺紋連接，封頭與殼體

37、之間用螺紋連接，以便卸下封頭，檢查和清洗管子。 （2）管箱 換熱器管內(nèi)流體進(jìn)出口的空間稱為管箱,殼徑較大的換熱器大多采用管箱結(jié)構(gòu)。由于清洗、檢修管子時(shí)需拆下管箱，因此管箱結(jié)構(gòu)應(yīng)便于裝拆。</p><p>　　（3）分程隔板 當(dāng)需要的換熱面很大時(shí)，可采用多管程換熱器。對于多管程換熱器，在管箱內(nèi)應(yīng)設(shè)分程隔板，將管束分為順次串接的若干組，各組管子數(shù)目大致相等。這樣可提高介質(zhì)流速，增強(qiáng)傳熱。管程多者可達(dá)16程，常

38、用的有2、4、6管程。在布置時(shí)應(yīng)盡量使管程流體與殼程流體成逆流布置，以增強(qiáng)傳熱，同時(shí)應(yīng)嚴(yán)防分程隔板的泄漏，以防止流體的短路。</p><p>　　第三章、換熱過程工藝計(jì)算</p><p>　　一、工藝計(jì)算及主要設(shè)備設(shè)計(jì)</p><p>　　1.選擇換熱器的類型</p><p>　　兩流體溫度變化情況：</p><p>

39、　　（1）冷流體為自來水進(jìn)口溫度30℃，出口溫度50℃。</p><p>　?。?）熱流體為乙苯，進(jìn)口溫度136℃，出口溫度45℃</p><p><b>　　2.管程安排 </b></p><p>　　乙苯走殼程，自來水走管程。</p><p><b>　　二、確定物性數(shù)據(jù) </b></p&

40、gt;<p>　　定性溫度：可取流體進(jìn)口溫度的平均值。在平均溫度下物性數(shù)據(jù)。（見表3）</p><p>　　表3 物料物性數(shù)據(jù)表</p><p>　　殼程乙苯的定性溫度為： </p><p>　　管程自來水的定性溫度為：Ts=40℃</p><p>　　根據(jù)定性溫度，分別查取殼程和管程流體的有關(guān)物性數(shù)據(jù)。 </p>

41、<p>　　乙苯在98℃下的有關(guān)物性數(shù)據(jù)如下： </p><p>　　密度　　 ρi= 804.5kg/m3</p><p>　　定壓比熱容　cpi=1.9115kJ/(kg·℃)</p><p>　　熱導(dǎo)率　　 λi= 0.1132677W/(m·℃)</p><p>　　粘度　　μi=0.000329

42、9Pa·s</p><p>　　自來水在40℃下的物性數(shù)據(jù)： </p><p>　　密度　　 ρ0=992.21 kg/m3</p><p>　　定壓比熱容 cp0=4.174 kJ/(kg·℃)</p><p>　　熱導(dǎo)率　　 λ0=0.634 W/(m·℃)</p><p>

43、;　　粘度 μ0=0.000653 Pa·s</p><p><b>　　三、計(jì)算總傳熱系數(shù)</b></p><p>　　乙苯流量 qm=1764kg/h</p><p><b>　　1.熱流量</b></p><p>　　QT=qm1cp1(t2-t1)=1764×

44、1.9115×(136-45) =306841.626kJ/h</p><p><b>　　2.冷卻水用量</b></p><p>　　qm2= QT / cp0(t2-t1) =6066841.626÷(4.174×20)=3679.156kg/h</p><p><b>　　3.平均傳熱溫差 <

45、/b></p><p>　　逆流：熱流體136℃→45℃ 冷流體50℃←30℃</p><p><b>　　4.初算傳熱面積</b></p><p>　　K值大致范圍為280—800（W/m2 . K）</p><p>　　假設(shè)K=310W/m2 . K，則估算的傳熱面積為</p><

46、p>　　換熱管實(shí)際面積按1.15A估，則A實(shí)=1.15×6.76=7.774 m2</p><p><b>　　四、工藝結(jié)構(gòu)尺寸 </b></p><p><b>　　1.選管子規(guī)格</b></p><p>　　選用ф25×2.5mm無縫鋼管</p><p><b&g

47、t;　　2.總管數(shù)和管程數(shù)</b></p><p>　　選取水流速u=0.5m/s</p><p><b>　　傳熱管長:</b></p><p>　　按單程管設(shè)計(jì)，傳熱管過長，宜采用多程管結(jié)構(gòu)，現(xiàn)取管長L=6m</p><p>　　則該換熱器的管程數(shù)為:</p><p>　　總管數(shù)：

48、4×6.5628根</p><p>　　R=（T1-T2）/(t2-t1)=(136-45)/(50-30)=4.55</p><p>　　P=(t2-t1)/( T1- t1)=(50-30)/(136-30)=0.189</p><p>　　由R和P查圖得，溫差校正系數(shù)Ft=0.0.86>0.8,故可行。</p><p>

49、　　則=0.86=0.86×40.66=34.97℃</p><p>　　3.傳熱管排列和分程方法 </p><p>　　采用組合排列法，及每程內(nèi)均按正三角形排列，隔板兩側(cè)采用正三角形排列</p><p>　　取管心距Pt=1.25d0 =1.25×25=31.25 mm ≈32mm</p><p>　　隔板兩側(cè)相鄰管心距

50、Nc=44mm</p><p>　　橫過管束中心線的管數(shù) : </p><p><b>　　4.殼體內(nèi)徑</b></p><p>　　采用多管程結(jié)構(gòu)，取管板利用率η=0.7，殼體內(nèi)徑為 </p><p>　　殼程直徑可選取的直徑有（159 219 273 400 500 600 800 ）mm</p>

51、<p>　　故圓整可取D＝219mm</p><p><b>　　5.折流板</b></p><p>　　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：h＝0.25×219＝54.75mm，故可取h＝100 mm。 </p><p>　　取折流板間距B＝150mm(0.2D<B<D

52、)</p><p>　　固定管板換熱器B有（150 300 600）mm</p><p>　　折流板數(shù) NB=傳熱管長/折流板間距-1=6000/150-1=39(塊)。</p><p><b>　　6.接管 </b></p><p>　　管程流體進(jìn)出口接管：取接管內(nèi)乙苯流速為 u1＝1.1m/s，則接管內(nèi)徑為 <

53、/p><p><b>　　d1=</b></p><p>　　圓整后可取管內(nèi)徑為38mm </p><p>　　殼程流體進(jìn)出口接管：取接管內(nèi)自來水流速 u2＝1.8m/s，則接管內(nèi)徑為 </p><p>　　圓整后可取殼內(nèi)徑為50mm</p><p><b>　　五、換熱器核算 </b

54、></p><p><b>　　1.熱流量核算</b></p><p>　　（1）殼程表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 用克恩法計(jì)算</p><p><b>　　當(dāng)量直徑</b></p><p><b>　　殼程流通截面積</b></p><p>　　殼程流體流速及其

55、雷諾數(shù)分別為</p><p><b>　　普朗特?cái)?shù)</b></p><p><b>　　取=1.05</b></p><p>　?。?）管程傳熱膜系數(shù) </p><p><b>　　管程流通截面積</b></p><p><b>　　管程流體流

56、速 </b></p><p><b>　　普朗特?cái)?shù)</b></p><p><b>　?。?）傳熱系數(shù)K</b></p><p>　?。?）傳熱面積裕度Ac</p><p>　　該換熱器的實(shí)際傳熱面積S</p><p>　　該換熱器的面積裕度為</p>

57、<p>　　傳熱面積裕度合適，該換熱器能夠完成生產(chǎn)任務(wù)。 </p><p>　　2.換熱器內(nèi)流體的壓力降</p><p>　?。?）管程流動(dòng)阻力 </p><p>　　ΔPi=(ΔP1+ΔP2)FtNsNp</p><p>　　Ns=1, Np=4,Ft=1.4,u=0.235m/s, 管子為ф25×2.5mm ,Re

58、=7343.8查表得無縫鋼管絕對粗糙度ξ取0.042</p><p>　　ΔPi=(ΔP1+ΔP2)FtNsNp=(387.12+82.19)×1.4×4＝2628.136Pa<Pa</p><p>　　管程壓降在允許范圍之內(nèi)。</p><p><b>　　（2）殼程阻力</b></p><p>

59、;　　流體流經(jīng)管束的阻力 </p><p>　　流體流過折流板缺口的阻力 </p><p>　　殼程壓力降也比較適宜。</p><p>　　污垢熱阻和管壁熱阻，查附錄得：</p><p><b>　　管外側(cè)污垢熱阻 </b></p><p><b>　　管內(nèi)側(cè)污垢熱阻 </b>

60、;</p><p>　　管壁厚度b=0.0025 m</p><p>　　碳鋼熱導(dǎo)率為λ=45.4 W/(m·℃)</p><p><b>　　管壁熱阻為</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表 </b></p><p><b>　　第五章、主

61、要零部件</b></p><p><b>　　1.封頭</b></p><p>　　上下兩封頭均選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，根據(jù)JB/T4737-2002標(biāo)準(zhǔn)，封頭為：。（見圖4）</p><p><b>　　圖4</b></p><p><b>　　2.支座</b><

62、;/p><p>　　本換熱器為臥式內(nèi)壓容器，應(yīng)該選用鞍式支座，依照J(rèn)B/T4712-92雙鞍式支座為準(zhǔn)，選用DN=400mm型鞍式支座。</p><p>　　鞍式支座在換熱器上的布置應(yīng)該按照下列原則確定：</p><p>　　a 當(dāng)L≤3000mm時(shí)，取LB =(0.4-0.6)L</p><p>　　b當(dāng)L＞3000mm時(shí)，取LB =(0.5-

63、0.7)L</p><p>　　c盡量使LC和LC＇相近</p><p><b>　　3.墊片</b></p><p>　　換熱器墊片通過以上設(shè)計(jì)，按照GB/T539,選定耐油石棉橡膠板作為墊片。</p><p><b>　　4.管板</b></p><p>　　管板，就是在

64、鋼板上鉆出和管子外徑一樣的孔，將管子穿入焊住固定，起這樣作用的一種配件。在固定式管板強(qiáng)度校核計(jì)算中，當(dāng)管板厚度確定之后，不設(shè)膨脹節(jié)時(shí)，有時(shí)管板強(qiáng)度不夠，設(shè)膨脹節(jié)后，管板厚度可能就滿足要求。此時(shí)，也可設(shè)置膨脹節(jié)以減薄管板，但要從材料消耗、制造難易、安全及經(jīng)濟(jì)效果等綜合評(píng)估而定。固定管板換熱器中常用的是U型膨脹節(jié)，它具有結(jié)構(gòu)緊湊簡單，補(bǔ)償性好，價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　第六章、設(shè)計(jì)評(píng)述與體會(huì)</p&

65、gt;<p>　　“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行?！边@句話對于我們工科的學(xué)生尤為實(shí)用。</p><p>　　首先，這是我們第一次接觸課程設(shè)計(jì)，讓我認(rèn)識(shí)到：課堂上理論知識(shí)掌握的再好，沒有落實(shí)到實(shí)處，是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。換熱器的設(shè)計(jì)，從課本上簡單的理論計(jì)算，到根據(jù)需求滿足一定條件的切實(shí)地進(jìn)行設(shè)計(jì)，不再僅僅包括呆板單調(diào)的計(jì)算，還要根據(jù)具體要求選擇、區(qū)分和確定所設(shè)計(jì)的換熱器的每一個(gè)細(xì)節(jié)，我覺得這是最大的一個(gè)挑戰(zhàn)

66、。其次，這次課程設(shè)計(jì)還考驗(yàn)了我們的團(tuán)隊(duì)合作精神，以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度、平和的心態(tài)。這次設(shè)計(jì)工作量大，用到的知識(shí)多，而且我們又是第一次設(shè)計(jì)，所以單獨(dú)靠自己是不能完滿的完成本次課程設(shè)計(jì)。我經(jīng)常與同組同學(xué)一起討論，甚至爭論，這樣，我們就能發(fā)現(xiàn)問題，并能因此產(chǎn)生比較合理的方法和結(jié)果。大家都明白了，那其他的都不是問題。同時(shí)爭論讓我更加清楚地了解自己，讓我明白我要更加耐心的表達(dá)我的想法，把問題解析清楚，也要耐心的聽其他同學(xué)的意見。在同組同學(xué)無法通過討

67、論得出正確結(jié)果的時(shí)候，我們通過請教其他組同學(xué)或者與其討論得到新的想法和正確的結(jié)論。 最后要提到的就是繪圖了。由于工程制圖是大一學(xué)習(xí)的，現(xiàn)在我們將近兩年時(shí)間沒有接觸了，差不多都將其內(nèi)容忘光了。于是乎我們只能捧著厚厚的課本將其仔細(xì)的復(fù)習(xí)一遍，然后再進(jìn)行正式的繪圖工作。繪</p><p>　　通過努力的學(xué)習(xí)，我在理解換熱器工藝的基礎(chǔ)上，掌握了換熱器裝配中常用的技術(shù)設(shè)計(jì)要求。通過對本次換熱器的設(shè)計(jì)，增強(qiáng)了我們對本專業(yè)的

68、熱愛，培養(yǎng)了我們實(shí)事求是、一絲不茍的學(xué)風(fēng)；培養(yǎng)了我們腳踏實(shí)地的精神，激勵(lì)了我們的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新精神；培養(yǎng)了我們認(rèn)真、刻苦，勇于實(shí)踐的工作作風(fēng)，養(yǎng)成規(guī)范、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，使我們向著具有高層次社會(huì)道德、文化修養(yǎng)并掌握先進(jìn)技術(shù)理念與技能的工藝技術(shù)人員、助理工程人員又邁進(jìn)了一步！</p><p>　　換熱器原理課程設(shè)計(jì)同時(shí)也是喜獲豐收的過程！努力之后終獲成功！當(dāng)自己的設(shè)計(jì)成果得到老師肯定的那一刻，內(nèi)心是多么的興奮不已！正

69、所謂苦盡甘來吧！希望以后還會(huì)有這樣的機(jī)會(huì)！因?yàn)樗刮叶昧恕俺种院?，水滴石穿”的道理?lt;/p><p><b>　　第七章、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　〔1〕《化工工藝設(shè)計(jì)手冊》，北京，化學(xué)工業(yè)出版社，（2003）.</p><p>　　〔2〕《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》匡國柱，史啟才編，化學(xué)工業(yè)出版社（2002）</p&g

70、t;<p>　　〔3〕《化工原理課程設(shè)計(jì)》王衛(wèi)東編 ，化學(xué)工業(yè)出版社，（2013）.</p><p>　　〔4〕《 化工原理課程設(shè)計(jì)》賈紹義，柴誠敬等編，天津大學(xué)出版社. （2002）</p><p>　　〔5〕《化工原理》馬曉迅 夏素蘭 曾慶榮主編 化學(xué)工業(yè)出版社. （2012）</p><p>　　〔6〕《化工單元過程課程設(shè)計(jì)》王明輝編 化

71、學(xué)工業(yè)出版社 （2008）</p><p>　　〔7〕《化工制圖》 趙惠清，蔡紀(jì)寧編化學(xué)工業(yè)出版社 （2013）</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　這次課程設(shè)計(jì)換熱器是在教授和老師指導(dǎo)以及同組成員的幫助下完成的。 在課設(shè)期間，老師們對我們嚴(yán)格要求，讓我們獨(dú)立完成，獨(dú)立思考，培養(yǎng)我們設(shè)計(jì)能力，思考能力。很感謝教授

72、，在百忙之中抽出時(shí)間給我指導(dǎo)和糾正錯(cuò)誤。使我們成長了不少，也把本學(xué)期學(xué)習(xí)的知識(shí)以及以前的知識(shí)又梳理了一遍。同時(shí)，從教授和老師身上我們也看到了老師的敬業(yè)精神，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度，做人的道理；和團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)的重要性。這是我們第一次做課程設(shè)計(jì)，難免有一些錯(cuò)誤，老師們會(huì)耐心的教導(dǎo)我們，還不時(shí)的鼓勵(lì)我們，讓我們有做下去的信心。為此我們真的很感動(dòng)，我們作為學(xué)生也真心祝愿老師們工作順利，身體健康。我們也會(huì)好好學(xué)習(xí)來報(bào)答老師們的辛勤培養(yǎng)，早日成才！也很感謝學(xué)校