換熱器計算說明書622

1、熱交換器課程設(shè)計說明書一、設(shè)計題目與參數(shù)1.1設(shè)計題目：管殼式換熱器1.2設(shè)計參數(shù)：流體流量（t/h）進口溫度（）出口溫度（）運行壓力（bar）水50110904氨153815二、熱交換器型式/臺數(shù)及流動的選擇根據(jù)已知條件，選定一臺型管殼式固定管板上式熱交換器工作，采用錯流方式。熱流體為水，冷流體為氨，由于水比氨更易結(jié)垢，并且管側(cè)和殼側(cè)壓力和溫度都不是很高，因此綜合考慮，宜采用管程走水，殼程走氨。三、設(shè)計計算與數(shù)據(jù)3.1原始數(shù)據(jù)1.水進口溫度：2.水出口溫度:：3.氨進口溫度：4.氨出口溫度：5.水工作表壓力:6.氨工作壓力:7.水的質(zhì)量流量:：3.2流體的物性參數(shù)8.水的定性溫度：9.水的比

2、熱：=4.22010.水的密度：=958.411.水的粘度：=12.水的導(dǎo)熱系數(shù)：=0.68313.水的普朗特數(shù):=1.7514.氨的定性溫度：15. 氨的比熱：=4.81316. 氨的密度：=600.717. 氨的粘度：=18. 氨的導(dǎo)熱系數(shù)：=0.465619. 氨的普朗特數(shù):=1.373.3傳熱量及平均溫差20.熱量損失系數(shù)：=0.9821.傳熱量：22.氨的流量：23.逆流時算數(shù)平均溫差：24.參數(shù)P及R：25.溫差修正系數(shù)：，由型圖查得26.有效平均溫差：3.4以外徑為準(zhǔn)，估算傳熱面積及傳熱面結(jié)構(gòu)27.初選傳熱系數(shù)：28.估算傳熱面積：29.管子材料及規(guī)格：選用碳鋼無縫鋼管，30.管

3、程內(nèi)水的流速：31.管程所需流通截面：32.每程管數(shù)： ，取31根管子33.每根管長：,取標(biāo)準(zhǔn)管長3.0m34.管子的排列方式：等邊三角形。35.管中心距：由表2.3取S=32mm。36.分程隔板槽處管中心距：由表2.3取=44mm。37.平行于流向的管距：38.垂直于流向的管距：39.拉桿直徑：由2.1.5節(jié)取16mm40.作草圖：41.作草圖所得數(shù)據(jù)：六邊形層數(shù)：a=4一臺管子數(shù)：一臺拉桿數(shù)：4（估計殼體直徑在400700mm）一臺傳熱面積：管束中心至最外層管束中心距離：42.管束外圓直徑：43.殼體內(nèi)徑：，且8mm,，按GB151-1999規(guī)定，取標(biāo)準(zhǔn)直徑0.4m44.長徑比：。 3.5

4、管程計算45.管程接管直徑： 按標(biāo)準(zhǔn)鋼管取值46.管程雷諾數(shù)：47.管程換熱系數(shù)：3.6殼程結(jié)構(gòu)及計算折流板形式：弓形折流板缺口高度：50.折流板圓心角51.折流板間距：，取52.折流板數(shù)目：53.折流板管孔數(shù)：由作圖決定得70-11=5954.折流板上管孔直徑：由GB151-1999取55.折流板上管子數(shù)：為59-8=5156.折流板缺口管子數(shù)：1157.折流板直徑：由GB151-1999取58.折流板缺口面積：59.錯流區(qū)內(nèi)管束占總管束的百分?jǐn)?shù)：60.缺口處管子所占面積：61.折流板在缺口處流通面積：62.流體在兩折流板間錯流面積：63.殼程流通截面積：符合要求殼程接管直徑：由得，取的標(biāo)準(zhǔn)

5、管65.錯流區(qū)排數(shù)：66.每一缺口內(nèi)的有效錯流管排數(shù)：67.旁流通道數(shù)：68.旁流擋板數(shù)：69.錯流面積中旁流面積所占分?jǐn)?shù)：70.一塊折流板上管子和管孔間的泄露面積：71.折流板外殼與殼體內(nèi)壁之間的泄漏面積：72.殼程雷諾數(shù)：73.理想管束傳熱因子：由圖2.28得74.折流板缺口校正因子：由圖2.29得75.折流板泄漏矯正因子：查表2.30得76.旁通校正因子：由和 查圖2.31得進出口折流板間距不等校正因子：77. 殼程傳熱因子：78.殼程質(zhì)量流速：79.殼側(cè)壁面溫度：假定為80.壁溫下氨的粘度：81.殼側(cè)換熱系數(shù)：3.7換熱面計算82.水垢熱阻：查有關(guān)資料取83.氨的污垢熱阻：查有關(guān)資料取

6、84.管壁熱阻，忽略85.傳熱系數(shù)：86.傳熱面積：87.傳熱面積之比：88.檢驗殼側(cè)壁溫： 誤差為0.503.8阻力計算89.管內(nèi)摩擦系數(shù)：=0.006，查圖2.3590.假定管側(cè)壁溫：5091.檢驗管側(cè)壁溫：91.壁溫下水的粘度：92.沿程阻力：93.回彎阻力 94.進出口連接管阻力 =95.管程總阻力，沒有超過表2.10的規(guī)定。96.理想管束摩擦系數(shù) 97.理想管束錯流段阻力 98.理想管束缺口處阻力99.旁路校正系數(shù)： 查圖2.38 100.折流板泄漏矯正系數(shù)：查圖2.37 101.折流板間距不等的校正系數(shù)：102.殼程總阻力 未超過標(biāo)2.10的規(guī)定，壓降符合要求。四、結(jié)構(gòu)設(shè)計4.1管

7、箱設(shè)計參照標(biāo)準(zhǔn)GB151-1999殼體內(nèi)徑DN=400mm，材料為A3鋼,許用應(yīng)力=125Mpa,殼體厚度=8mm，采用卷制。4.2接管管程接管：13311，無縫鋼管，材料為10號鋼，L=208mm殼程接管：168.34，無縫鋼管，材料為10號鋼，L=208mm4.3管板固定管板 材料為A3鋼 Pg=1.6MPa具體尺寸(:mm)DN D D1 D2 D3 D4 D5 d2400 515 480 450 437 400 400 18螺栓規(guī)格 數(shù)量 bf b Ps PtM16 20 26 40 1.6 0.6 4.4折流板選取弓形折流板，上下缺口，材料A3鋼，缺口高度h=100mm，板間距，進出

8、口板間距，厚度=6mm，外徑，折流板數(shù)目17，經(jīng)計算換熱與結(jié)構(gòu)均符合要求。4.5拉桿材料為A3，選用=16的拉桿4根，具體位置及裝配方式見裝配圖，一端與管板采用螺紋連接，另一端用螺母固定在折流板上。4.6封頭選用材料為16Mn的球冠形標(biāo)準(zhǔn)封頭，取壁厚8mm，具體形式見裝配圖。4.7 分程隔板選用材料A3鋼，厚度為12mm,寬400mm，長444mm，一端為和封頭形狀相同的圓冠，另一端為平面，分程隔板焊于管箱內(nèi)。4.8 支座（JB/T4712-92）DN400 120包角 焊制，單筋，帶墊板允許載荷 鞍座高度 底板 腹板 筋板 螺栓間距 質(zhì)量60KN h=200 L1=380 2=8 B3=96

9、L2=260 9千克 B1=120 3=8 =8 4.9 容器法蘭甲型平焊法蘭：JB/T470-2000，材料為16Mn,許用應(yīng)力為16barDn D D1 D2 D3 D4 d 螺栓規(guī)格 數(shù)量400 515 480 450 440 437 30 18 M16 204.10 接管法蘭板式平焊平面法蘭管程接口：PN=16bar DN=125mmD K L C 螺栓規(guī)格 數(shù)量250 210 18 22 M16 8殼程接管：PN=6bar DN=150mmD K L C 螺栓規(guī)格 數(shù)量265 225 18 22 M16 84.11旁路擋板材料為A3鋼，厚度為6mm，寬度為60mm兩對，長度為2917

10、mm。4.12 排液管及法蘭管子采用252.5 的10號鋼的無縫鋼管，L=108mmDN A1 D K L n TH C20 25 90 65 11 4 M10 144.13 壓力容器法蘭墊片：耐油橡膠石棉墊片，尺寸4394033mm5、 熱補償計算（1） 管壁平均溫度管內(nèi)壁溫度管外壁溫度(2) 殼壁平均溫度殼壁熱流量 熱流密度 殼壁溫度 設(shè)環(huán)境溫度殼壁平均溫度(3) 管壁與殼壁溫差（4）由壓力引起的軸向力 殼體截面積彈性模數(shù)殼體應(yīng)力溫差引起的軸向應(yīng)力管子自由伸長量殼體自由伸長量殼體軸向合成應(yīng)力（6）拉脫力（7） 因采用焊接法所以不用熱補償。6、 參考資料1. 史美中 熱交換器原理與設(shè)計（2版）南京：東南大學(xué)出版社.2003.102. 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn) 鋼制壓力容器.GB150-19983. 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn) 管翹式換熱器.GB151-19994. 錢頌文 換熱器設(shè)計手冊 北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2002.85. 中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 無縫鋼管儲存、外形、重量及允許偏差.GB/T19753-19986. 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn) 固定管板式換熱器型式與基本參數(shù).JB/T4715-927. 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn) 鋼制壓力容器封頭.JB/T4716-20028. 中華人民共和國行