浮頭式換熱器的設計-加熱器

1、化工原理課程設計浮頭式換熱器的設計課程名稱：化工原理設計子題目：辛烷加熱器的設計學院專業(yè)：輕工化工學院制藥工程年級班別：2011級（2）班學 號：3111001733姓 名： 梁志杰任課教師：王國慶老師2014年6月8日一、 設計目的培養(yǎng)學生綜合運用本門課程及有關(guān)先修課程的基礎理論和基本知識去完成某項單元操作設備設計任務的實踐能力。二、 設計目標設計的設備必須在技術(shù)上是可行的，經(jīng)濟上是合理的，操作上是安全的，環(huán)境上是友好的。三、 設計條件管程和殼程的壓力均不大于1.0或1.6MPa，管程和殼程的壓力降均為630kPa。加熱器的設計：物料：辛烷（Wh=1750t/d） 四、 設計步驟1 方案設計

2、2 工藝設計3 結(jié)構(gòu)設計4 編制設計說明書5 繪制設備裝配圖五、方案設計1、物料的選用：辛烷（沸點：125.67 ）2、加熱劑的選擇：聯(lián)苯混合物3、換熱器型式的選擇：浮頭式；4、流體管殼程的選擇：辛烷走管程，聯(lián)苯混合物走殼程；5、流體流動方向的選擇：四管程+單殼程；六、工藝設計1、查出辛烷的正常沸點：125.67 2、選定物料的進出口溫度：t1=30，1253、選定加熱劑的進出口溫度：155，T21354、計算逆流傳熱平均溫度差： 5、校正傳熱平均溫度差： 根據(jù)查表可得， =0.895 ; 6、計算出定性溫度、和管壁定性溫度 7、 查出物料和加熱劑的物性參數(shù)：密度 比熱容粘度系數(shù)熱導率物料66

3、023860.113加熱劑95720930.12管壁的導熱系數(shù)選為378.3558、計算熱負荷：9、 根據(jù)總傳熱系數(shù)K的大致范圍116465，初選總傳熱系數(shù)定 40010、初算傳熱面積： 11、根據(jù)工藝條件，選定公稱壓力。12、根據(jù)流體物性，選定換熱管材為銅。13、由初算傳熱面積和選定的公稱壓力PN，初定換熱器的工藝尺寸：從行標中直接查取實際換熱面積S公稱稱直徑DN管長LL=4500mm管徑壁厚總管數(shù)nn = 980中心排管數(shù)23管程流通面積管子的排列形式 正方形旋轉(zhuǎn)45管心距t管程數(shù)4殼程數(shù)折流扳間距hh= 300mm折流板型式25%圓缺形14、計算加熱劑的流量： 15、計算管程流速： 因為

4、在,所以滿足要求16、計算管程對流傳熱系數(shù)： 又管程中的辛烷被加熱 n=0.4 17、計算殼程當量直徑和流速因為=，所以滿足要求。18、計算殼程對流傳熱系數(shù)： 又液體被冷卻 19、根據(jù)冷熱流體的性質(zhì)及溫度，選定污垢熱阻： 和20、計算總傳熱系數(shù)： =2.682=470.9521、計算傳熱面積： 22、核算實際面積： 符合要求23、核算壓力降： 管程壓力降： 對于銅,，取0.03mm，查表得 殼程壓力降：F0.4 管程壓力降和殼程壓力降都在630kPa的范圍內(nèi)，所以參數(shù)滿足設計要求。八、結(jié)構(gòu)設計1、根據(jù)GB151-99P21表8，選定圓筒厚度為12mm2、橢圓形封頭（JB/T4737-95）：碳

5、素鋼公稱直徑DN/mm曲面高度h1/mm直邊高度h2/mm厚度/mm固定式（左）10002504012浮動式（右）110027540123、管箱短節(jié)厚度（GB151-99P20）：12mm4、壓力容器法蘭：（JB4701-92（2個甲型凹型），JB4703-92（長頸凹型）甲型平焊法蘭（凹面密封面）：DN/mmD/mmD1/mmD2/mmD3/mmD4/mm/mm/mmd/mm螺柱規(guī)格螺柱數(shù)量1000113010901055104510426623M2056長頸凹型：(mm)DNDD1D2D3D4Hh1100126012151176115611535612035aa112Rd螺柱規(guī)格螺柱數(shù)量0

6、211816261227M2432125、外頭蓋側(cè)法蘭（JB4721-92（凸型）(mm)DNDD1D2D3D4Hh1000126012151176115611536013048a112Rd螺柱規(guī)格螺柱數(shù)量01814301227M2432126、管板（化工過程及設備設計P2836）：固定式板式:浮動式管板式:已知： = 19， D = 1000， PN = 1.0MPa， = 4，查得 公稱壓力Kg/cm2MXL管孔數(shù)凈重（kgf）固定式1.0104299699640M30371036179浮動式1.099096296240M303710361477.鉤圈式浮頭（GB151-99P82圖50）

7、 B型a=2mmb=5mm b1=5mm b2=14.5mm bn=13mmDL=951mm Di=1000mm d=19mmC=60mm Dfi=964mm Dfo=1080mmDo=990mm8、分程隔板（GB151-99P20表6和圖9）分層隔板的最小厚度為：9、分程隔板槽兩側(cè)相鄰管中心距（GB151-99P24表12和圖12）換熱管外徑d換熱管中心距S隔板槽兩側(cè)相鄰管中心距Sn19mm25mm38mm10、 布管限定圓（GB151-99P25表13和圖13）由D=1000mm，查得b4，取b=4mmb1=5mmbn=13mmb2=14.5mmDL=Di-2(b1+b2+b)=951mm

8、11、拉桿的直徑、數(shù)量和尺寸（GB151-99P7778表43、表44、表45和圖42）拉桿直徑dn/mm拉桿數(shù)量n拉桿螺紋公稱直徑dn/mm/mm/mm/mm121012152.012、拉桿孔（GB151-99P27公式(16)、P28圖16(b)）螺孔深度：13、換熱管與管板的連接（強度焊）（GB151-99P71表33和圖34(a)）換熱管最小伸出長度l1/mm最小坡口深度l3/mm1.5214、折流板的厚度和外徑（GB151-99P74表34、P75表41）折流板名義外直徑: DN-6=1000-6=994mm 折流板直徑允許偏差: 0-0.8換熱管無支撐跨距l(xiāng)=h=300mm所以折流

9、板或者支持板最小厚度： 15、接管（化工單元設備設計P33和化工原理P350熱軋無縫綱管）a管程中物料辛烷適宜流速 物料初選u=2.0m/s選擇所以選取管的規(guī)格為核算, 符合1.5m/su3 m/s,故可選管的規(guī)格為b殼程中聯(lián)苯混合物適宜流速初選2.0m/s選擇所以選取管的規(guī)格為核算, 符合,故可選管的規(guī)格為16、管法蘭（化工單元設備設計P256258，HG20593-97）：DN/mm管子直徑Ai/mm法蘭外徑D/mm螺栓孔中心圓直徑 螺栓孔直徑螺栓孔數(shù)量n螺紋 法蘭厚度法蘭內(nèi)徑 坡口寬度 法蘭質(zhì)量辛烷（管）125133250210188M1622135185.65聯(lián)苯混合物（殼）25027

10、33953502212M20262762211.917、防沖板或?qū)Я魍玻℅B151-99P7879）由于管程不采用軸向入口且，所以不用設置防沖板殼程，故需設導流筒。18、鞍式支座（化工單元設備設計P263267，JB/T4712-92），建議選BI型公稱直徑允許載荷鞍座高度底板腹板筋板DNQhl1b112l3b2b331000307200760170128170140180819、組裝尺寸（JB/T4714-92P1315）L/mmDN/mmF/mmG/mmE/mm4500100025003420300B/mmD/mmH/mmdn/mmC/mm410880200250200九、設計體會時間過得

11、飛快，兩周的化工原理課程設計就要結(jié)束了，在這次的設計中，我學到了很多：1、 這次的課程設計開了課程設計的頭，讓我們熟悉了課程設計的流程，以便我們更加能適應以后的課程設計，同時這個課程設計能讓我們熟練掌握word和CAD的操作，為下面的學習打下了堅實的基礎。2、 這次的課程設計能夠讓我們更好地知道理論和實際的結(jié)合，雖然沒有真正做出一件實物，但是這個完全是根據(jù)實際來做的，讓我們很好地學習到關(guān)于這方面地知識，很好地掌握并運用它。3、 這次的課程設計能夠讓我發(fā)現(xiàn)自己的不足，例如：不夠細心，基礎知識不夠扎實等等。讓我能夠更好地改正。4、 這次的課程設計我學到了：首先，按照老師的步驟耐心地做下去，不急不躁，然后必須獨立思考，認真核對計算結(jié)果和計算公式等，保證不出錯誤，最后，學會同學之間相互討論，相互幫助，力求把課程設計做得更好。5、 通過這次的課程設計讓我獲益匪淺，對我以后的工作生活都有一定的好處，如果有不正確的地方，懇請老師和同學指出，從而讓我更進一步。十、參考資料1