煤油冷卻器設(shè)計(jì)

河西學(xué)院HexiUniversity化工原理課程設(shè)計(jì)題目:煤油冷卻器設(shè)計(jì)學(xué)院:化學(xué)化工學(xué)院專業(yè):化學(xué)工程與工藝學(xué)號(hào):2014210033姓名:張冠雄指導(dǎo)教師:王興鵬2016年11月21日化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一、設(shè)計(jì)題目煤油冷卻器的設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)任務(wù)及操作條件1.設(shè)計(jì)任務(wù)生產(chǎn)能力（進(jìn)料量）25000噸/年操作周期7200小時(shí)/年2.操作條件煤油入口溫度120℃，出口溫度40℃冷卻介質(zhì)自來(lái)水，入口溫度20℃，出口溫度40℃允許壓降≦105Pa冷卻水溫度20℃飽和水蒸汽壓力0.25Mpa(表壓)3.設(shè)備型式列管式換熱器4.廠址上海（壓力：1atm）三、設(shè)計(jì)內(nèi)容1.設(shè)計(jì)方案的選擇及流程說(shuō)明2.換熱器的工藝計(jì)算3.換熱器的主要尺寸設(shè)計(jì)4.輔助設(shè)備選型5.設(shè)計(jì)結(jié)果匯總6.繪制換熱器總裝配圖：主視圖、俯視圖、剖面圖、兩個(gè)局部放大圖7.設(shè)計(jì)評(píng)述煤油冷卻器設(shè)計(jì)作者：張冠雄摘要：換熱器在許多行業(yè)中有非常重要的地位，尤其是在化工、石油、等行業(yè)中。本次課程設(shè)計(jì)的任務(wù)是設(shè)計(jì)年處理25000噸煤油的煤油冷卻器，采用列管式換熱器。設(shè)計(jì)過(guò)程包括方案確定、換熱器結(jié)構(gòu)選擇、主要換熱設(shè)計(jì)計(jì)算并繪制列管式換熱器的裝配圖。通過(guò)熱量核算，壓力降的核算以及面積裕度的求解，該換熱器能夠完成設(shè)計(jì)任務(wù)。關(guān)鍵詞：列管式換熱器折流板法蘭管板煤油水1概述1.1化工原理課程設(shè)計(jì)的目的、要求課程設(shè)計(jì)是化工原理課程教學(xué)中綜合性和實(shí)踐性較強(qiáng)的教學(xué)環(huán)節(jié)，是理論聯(lián)系實(shí)際的橋梁，是使學(xué)生體察工程實(shí)際問(wèn)題復(fù)雜性的初步嘗試，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)的初步訓(xùn)練通過(guò)課程設(shè)計(jì)，要求學(xué)生了解工程設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容，掌握化工設(shè)計(jì)的主要程序和方法，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。同時(shí)，通過(guò)課程設(shè)計(jì)，還可以使學(xué)生樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思路，培養(yǎng)實(shí)事求是、嚴(yán)肅認(rèn)真、高度負(fù)責(zé)的科學(xué)作風(fēng)。課程設(shè)計(jì)是學(xué)生展示創(chuàng)新能力的有益實(shí)踐。在設(shè)計(jì)中需要學(xué)生作出決策，即自己確定方案、選擇流程、查閱資料、進(jìn)行過(guò)程和設(shè)備計(jì)算，并要對(duì)自己的選擇做出論證和核算，經(jīng)過(guò)反復(fù)的分析和比較，擇優(yōu)選定最理想的方案和合理的設(shè)計(jì)。所以，課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作能力、增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的環(huán)節(jié)。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，應(yīng)該提高以下幾個(gè)方面的能力：熟悉查閱文獻(xiàn)資料、搜索有關(guān)數(shù)據(jù)、正確選用公式。當(dāng)缺乏必要數(shù)據(jù)時(shí)，尚需通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定或到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際查定。在兼顧技術(shù)上先進(jìn)性、可靠性、經(jīng)濟(jì)上合理性的前提下，綜合分析設(shè)計(jì)任務(wù)的要求，確定化工工藝流程，進(jìn)行設(shè)備選型，并提出保證過(guò)程正常。安全運(yùn)行所需要的檢測(cè)和計(jì)量參數(shù)，同時(shí)還要考慮改善勞動(dòng)條件和環(huán)境保護(hù)的有效措施。準(zhǔn)確而迅速地進(jìn)行過(guò)程設(shè)計(jì)計(jì)算及主要設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算。用精練的語(yǔ)言、簡(jiǎn)潔的文字、清晰地圖表來(lái)表達(dá)自己的設(shè)計(jì)思想和計(jì)算結(jié)果。1.2列管式換熱器及其分類列管式換熱器是目前化工及酒精生產(chǎn)上應(yīng)用最廣的一種換熱器。它主要由殼體、管板、換熱管、封頭、折流擋板等組成。所需材質(zhì)，可分別采用普通碳鋼、紫銅或不銹鋼制作。在進(jìn)行換熱時(shí)，一種流體由封頭的連接管處進(jìn)入，在管流動(dòng)，從封頭的另一接管處流出，這稱之管程；另一種流體由管殼的接管進(jìn)入，從殼體的另一接管處流出，這稱之為殼程。列管式換熱器種類很多，目前廣泛使用的按其溫差補(bǔ)償結(jié)構(gòu)來(lái)分，主要由以下幾種：⑴固定管板式換熱器：這類換熱器的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單、緊湊、造價(jià)便宜，但管外不能機(jī)械清洗。當(dāng)管壁與殼壁溫差較大時(shí)，由于兩者的熱膨脹不同，產(chǎn)生了很大的溫差應(yīng)力，以至管子扭彎或使管子從管板上松脫，甚至毀壞換熱器。為了克服溫差應(yīng)力必須有溫差補(bǔ)償裝置，一般在管壁與殼壁溫度相差50℃以上時(shí)，為了安全起見(jiàn)，換熱器應(yīng)有溫差補(bǔ)償裝置。但補(bǔ)償裝置（膨脹節(jié)）只能用在殼壁與管壁溫差低于60~70℃和殼程流體壓強(qiáng)不高的情況。一般殼程壓強(qiáng)超過(guò)0.6MPa時(shí)由于補(bǔ)償圈過(guò)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)。⑵浮頭式換熱器換熱器的一塊管板用法蘭與外殼相連接，另一塊管板不與外殼連接，以使管子受熱或冷卻時(shí)可以自由伸縮，但在這塊管板上連接一個(gè)頂蓋，稱之為“浮頭”，所以這種換熱器叫做浮頭式換熱器。其優(yōu)點(diǎn)是：管束可以拉出，以便清洗：管束的膨脹不受殼程約束，因而當(dāng)兩種換熱器介質(zhì)的溫差大時(shí)，不會(huì)因管束與殼體的熱膨脹量的不同而產(chǎn)生溫差應(yīng)力。其缺點(diǎn)為結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高。⑶U型管式換熱器U型管式換熱器，每根管子都彎成U形，兩端固定在同一塊板上，每根管子節(jié)課自由伸縮，從而解決熱補(bǔ)償問(wèn)題。管程至少為兩程，管束可以抽出清洗，管子可以自由膨脹。其缺點(diǎn)是管子內(nèi)壁清洗困難，管子更換困難，管板上排列的管子少。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，質(zhì)量輕，適用于高溫高壓條件。⑷填料式換熱器這類換熱器管束一端可以自由膨脹，結(jié)構(gòu)比浮頭式簡(jiǎn)單，造價(jià)也比浮頭式低。但殼程內(nèi)介質(zhì)有外漏的可能，殼程中不應(yīng)處理易揮發(fā)、易燃、易爆和有毒的介質(zhì)。1.3換熱器的設(shè)計(jì)要求隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各種不同型式和種類的換熱器發(fā)展很快，新結(jié)構(gòu)、新材料的換熱器不斷涌現(xiàn)。為了適應(yīng)發(fā)展的需要，我國(guó)對(duì)某些種類的換熱器已經(jīng)建立了標(biāo)準(zhǔn)，形成了系列。完善的換熱器在設(shè)計(jì)或選型時(shí)應(yīng)滿足以下基本要求：⑴合理地實(shí)現(xiàn)所規(guī)定的工藝條件；⑵結(jié)構(gòu)安全可靠；⑶便與制造、安裝、操作和維修；⑷經(jīng)濟(jì)上合理。1.4符號(hào)說(shuō)明英語(yǔ)字母：希臘字母：A——流通面積，m2α——對(duì)流傳熱系數(shù)，W/（m2?℃）b——厚度，mδ——相鄰板間間距，mcp——定壓比熱容，kJ/(kg?℃Δ——有限差值d——管徑，mλ——導(dǎo)熱系數(shù)，W/（m2?℃）D——換熱器殼徑，mλ——摩擦系數(shù)f——摩擦因數(shù)μ——pf——溫度校正系數(shù)ρ——密度，kg/m3F——系數(shù)ψ——校正系數(shù)g——重力加速度，m/s2h——擋板間距，mK——長(zhǎng)度，mL——長(zhǎng)度，mn——指數(shù)下標(biāo)：n——管數(shù)c——冷流體n——程數(shù)e——當(dāng)量N——程數(shù)h——熱流體Nu——努賽爾特?cái)?shù)i——管內(nèi)P——壓強(qiáng)，pm——平均P——因數(shù)o——管外pr——?t——溫度差q——熱通量，Ww——壁面Q——傳熱速率，Ws——污垢r——半徑，ms——飽和r——汽化熱，kJR——熱阻，mR——因數(shù)Re——S——面積，mt——冷流體溫度，℃t——管心距，mT——熱流體溫度，℃u——流速，m/sw——質(zhì)量流量，kg2確定設(shè)計(jì)方案2.1設(shè)計(jì)任務(wù)年處理25000噸煤油的沒(méi)有冷卻器⑴煤油：入口溫度120℃，出口溫度40℃⑵冷卻介質(zhì)：自來(lái)水；入口溫度：20℃，出口溫度：40℃⑶允許壓降：≤105Pa⑷每年按7200小時(shí)計(jì)算，每天24h連續(xù)運(yùn)行2.2列管式換熱器形式的選擇由于煤油和自來(lái)水兩流體定性溫度差等于50℃，根據(jù)各類型列管式換熱器的優(yōu)缺點(diǎn)，故選用帶膨脹節(jié)的固定管板式換熱器。2.3管殼程的選擇⑴宜于通入管內(nèi)空間的流體①不清潔的流體。因?yàn)樵诠軆?nèi)空間得到較高的流速并不困難，而流速高，懸浮物不易沉積，且管內(nèi)空間也便于清洗。②流量小的流體。因?yàn)楣軆?nèi)空間的流動(dòng)截面往往比管外空間截面小，流體易于獲得必要的理想流速，而且也便于做成多程流動(dòng)。③有壓力的流體。因?yàn)楣茏映惺苣芰?qiáng)，而且還簡(jiǎn)化了殼體密封的要求。④腐蝕性能強(qiáng)的流體。因?yàn)橹挥泄茏蛹肮芟洳判栌媚透g性材料。而殼體及管外空間的所有零件均可用普通材料制造，所以價(jià)格可以降低。此外，在管內(nèi)空間裝設(shè)保護(hù)用的襯里或覆蓋層也比較方便，并且容易檢查。⑤與外界溫差大的流體。因?yàn)榭梢詼p少熱量逸散。⑵宜于通入管間空間的流體①當(dāng)兩流體溫度差較大時(shí)，α值大的流體走管間，這樣可以減少管壁與殼壁間的溫度差，因而也減少了管束與殼體間的相對(duì)伸長(zhǎng)，故溫差應(yīng)力可以降低。②若兩流體傳熱性能相差較大，α值小的流體走管間。此時(shí)可以用翅片管來(lái)平衡傳熱面兩側(cè)的給熱條件，使之相互接近。由于循環(huán)冷卻水較易結(jié)垢，為便于水垢清洗，本次設(shè)計(jì)應(yīng)使循環(huán)水走管程，油品走殼程。2.4流體流速的選擇提高流體在換熱器中的流速將增大對(duì)流傳熱系數(shù)，減少污垢在管子表面上沉積的可能性，降低了污垢熱阻，使總傳熱系數(shù)增加，所需傳熱面積減少，設(shè)備費(fèi)用降低。但是流速增加，流動(dòng)阻力將相應(yīng)加大，使操作費(fèi)用增加。所以適宜的流速應(yīng)通過(guò)經(jīng)濟(jì)核算確定。此外，流速還應(yīng)使換熱器管長(zhǎng)或管程適當(dāng)。因?yàn)橐环矫婀茏犹L(zhǎng)，不易清洗，且一般管長(zhǎng)都有一定標(biāo)準(zhǔn)。另一方面管程增加，將導(dǎo)致管程流體阻力加大，增加動(dòng)力費(fèi)用，同時(shí)平均溫差較單程管時(shí)減小，降低傳熱效果。因此，選用?25×2.5的碳鋼管，管內(nèi)流速取u3列管式換熱器的結(jié)構(gòu)3.1管程結(jié)構(gòu)⑴管子在管板上的固定管子與管板連接方法有兩種：脹接與焊接。在高溫高壓時(shí)也常采用脹焊結(jié)合的方法。脹接是利用脹管器使管端發(fā)生塑性變形，管板孔產(chǎn)生彈性變形。取出脹管器后管板孔彈性收縮，管板與管子之間就會(huì)產(chǎn)生一定的擠緊壓力，從而達(dá)到密封和牢固連接的目的。對(duì)于高溫高壓流體，多采用焊接法。焊接法比脹管法有更大的優(yōu)越性：管板孔加工要求低，加工簡(jiǎn)便；焊接強(qiáng)度高，在高溫高壓下仍能保持連接的緊密性等。當(dāng)流體壓力高、滲透性強(qiáng)，或一側(cè)有腐蝕性介質(zhì)時(shí)，要求管子與管板的連接處絕對(duì)不漏，可用賬焊結(jié)合的方法。本次設(shè)計(jì)管子在管板上的固定采用焊接。⑵管子的排列固定管板式多采用正三角形排列：正三角形排列結(jié)構(gòu)緊湊。浮頭式則以正方形錯(cuò)列居多：正方形排列便于機(jī)械清洗。對(duì)于多管程換熱器，常采用組合排列方式。每程內(nèi)都采用正三角形排列，而在各程之間為了便于安裝隔板，采用正方形排列方式。本次設(shè)計(jì)選用?25×2.5的碳鋼管，管子排列為正三角形排列，管心距為32mm⑶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(kāi)來(lái)，管板與管子的連接可用脹接和焊接。固定管板常采用不可拆連接。兩端管板直接焊在外殼上并兼作法蘭，拆下頂蓋可檢修脹口或清洗管內(nèi)。浮頭式，U型管式等為使殼體便于清洗，常采用板夾在殼體法蘭和頂蓋法蘭之間構(gòu)成可拆連接。本次設(shè)計(jì)采用不可拆連接。查得管板厚度為38mm。⑷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。①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和螺紋連接，封頭與殼體之間用螺紋連接，以便卸下封頭，檢查和清洗管子。②管箱殼徑較大的換熱器大多采用管箱結(jié)構(gòu)。管箱具有一個(gè)可拆蓋板，因此在檢修或清洗管子時(shí)無(wú)須卸下管箱。③分程隔板當(dāng)需要的換熱面積很大時(shí)，可采用多管程換熱器，對(duì)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。3.2殼程結(jié)構(gòu)⑴殼體列管式換熱器的殼體基本上呈圓筒形，殼壁上焊有接管。直徑小于400mm通常直接采用鋼管制成：大于400mm時(shí)用鋼板卷焊而成。在殼程進(jìn)口接管處常裝有防沖板或稱緩沖板，以防止進(jìn)口流體直接撞擊管束上的管排，因?yàn)榱黧w的撞擊會(huì)侵蝕管子，并引起振動(dòng)。采用導(dǎo)流體裝置不僅能起防沖板作用，而且還可以改善兩端的流體分布，提高傳熱效率。導(dǎo)流體不僅用于進(jìn)口，還可以用于出口。大型換熱器在高流速下工作時(shí)，導(dǎo)流筒更顯示出其優(yōu)越性。換熱器殼體內(nèi)徑應(yīng)等于或略大于管板直徑。殼體內(nèi)經(jīng)計(jì)算式：D=1.05aN/η式中D——?dú)んw內(nèi)經(jīng)a——管中心距，焊接法a=1.25do，do為傳熱管外徑η——管板利用率，這里取0.7N——傳熱管總根數(shù)⑵折流擋板折流擋板的主要作用是引導(dǎo)殼程流體反復(fù)的改變方向做錯(cuò)流流動(dòng)，以加大殼程流體流速和湍動(dòng)程度，致使殼程對(duì)流傳熱系數(shù)提高。另外，折流擋板還起了支撐管子的作用，防止管束振動(dòng)和彎曲。折流擋板的形式有圓缺形，環(huán)盤(pán)形和孔流形。折流板的間隔，在允許的壓力范圍內(nèi)希望盡可能小。一般推薦的折流板的間隔最小值為殼內(nèi)徑的1/5或者不小于50mm，最大值決定于支持管所必要的最大間隔。本次設(shè)計(jì)折流擋板間距為90mm。⑶緩沖板在殼程進(jìn)口接管處常裝有防沖擋板，或稱緩沖板。它可防止進(jìn)口流體直接沖擊管束而造成管子的侵蝕和管束振動(dòng)，還有是流體沿著管束均勻分布的作用。還有的在管束兩端放置導(dǎo)流筒，這不僅起防沖板的作用，還可改善兩端流體的分布，提高傳熱效率。⑷其他主要附件①旁通擋板如果殼體和管束間間隙過(guò)大，則流體不通過(guò)管束而通過(guò)這個(gè)間隙旁通，故往往采用旁通擋板。②假管為減少管程分程所引起的中間穿流的影響，可設(shè)置假管。③拉桿和定距管為了使折流板能牢靠的保持在一定位置上，通常采用拉桿和定距管。4列管式換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1計(jì)算步驟⑴確定設(shè)計(jì)方案①由上述諸多條件，初步選用帶膨脹節(jié)的固定管板式換熱器②由于循環(huán)水易結(jié)垢，為便于水垢清洗，應(yīng)使循環(huán)水走管程，油品走殼程。選用?25×2.5的碳鋼管，管內(nèi)流速取u⑵確定物性參數(shù)定性溫度：可取流體進(jìn)口溫度的平均值。殼程油的定性溫度為

管程流體的定性溫度為

根據(jù)定性溫度，分別查取殼程和管程流體的有關(guān)數(shù)據(jù)。煤油在80℃下的有關(guān)物性數(shù)據(jù)如下：密度ρ定壓比熱容c導(dǎo)熱系數(shù)λ粘度μ循環(huán)冷卻水在30℃下的物性數(shù)據(jù)：密度ρ定壓比熱容c導(dǎo)熱系數(shù)λ粘度μ4.2計(jì)算傳熱系數(shù)⑴熱流量

Q=176(kW)⑵平均傳熱溫差⑶冷卻水用量q⑷總傳熱系數(shù)K管程傳熱系數(shù)：α殼程傳熱系數(shù)：假設(shè)殼程傳熱系數(shù)α污垢熱阻Rsi=0.0002m管壁的導(dǎo)熱系數(shù)λ=45W/4.3計(jì)算傳熱面積S考慮15%的面積裕度，S=1.15×5工藝結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算5.1管徑和管內(nèi)流速選用?25×2.5傳熱管（鋼管），取管內(nèi)流速u(mài)5.2管程數(shù)和傳熱管數(shù)依據(jù)傳熱管內(nèi)徑和流速確定單程傳熱管數(shù)。n按單程管計(jì)算，所需要的傳熱管長(zhǎng)度為按單管程設(shè)計(jì)，傳熱管過(guò)長(zhǎng)，宜采用多管程結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)取傳熱管長(zhǎng)L=4.5m，則該換熱器管程數(shù)為：

N傳熱管總根數(shù)N=14×4=565.3平均傳熱溫差校正系數(shù)按單殼程，四管程結(jié)構(gòu)，溫差校正系數(shù)查有關(guān)圖表得φ?t平均傳熱溫差?5.4傳熱管排列和分程方法采用組合排列法，即每程內(nèi)均按正三角形排列，隔板兩側(cè)采用正方形排列。取管心距a=1.25d管板兩側(cè)管心距為44（mm）橫過(guò)管束中心線的管數(shù)n5.5殼體內(nèi)徑采用多管程結(jié)構(gòu)，取管板利用率η=0.7，則殼體內(nèi)徑為：D=1.05aNη=1.05×32圓整可取325mm5.6折流板采用弓形折流板，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=0.25×325=81.25mm，故可取取折流板間距B=0.3D，則B=0.3×325=97.5（mm），可取B折流板數(shù)NB=傳熱管長(zhǎng)/折流板間距折流板圓缺面水平裝配。5.7接管殼程流體進(jìn)、出口接管：取接管內(nèi)油品流速為1.0m/s，則接管內(nèi)徑為：取標(biāo)準(zhǔn)管徑為?45mm×3mm。管程流體進(jìn)出口接管：取接管內(nèi)循環(huán)水流速為u=1.5m/s，則接管內(nèi)徑為：取標(biāo)準(zhǔn)管徑為?50mm×4mm6換熱器核算6.1熱量核算⑴殼程對(duì)流傳熱系數(shù)。對(duì)圓缺性折流板，可采用凱恩公式：當(dāng)量直徑，由正三角形排列得：d殼程流通面積：S殼程流體流速及雷諾系數(shù)分別為：uRe普蘭特準(zhǔn)數(shù)：p黏度校正：

α⑵管程對(duì)流熱系數(shù)：α管程對(duì)流截面積：

S管程流體流速：Re普蘭特準(zhǔn)數(shù)：

pα⑶傳熱系數(shù)K6.2面積核算⑴傳熱面積S⑵該換熱器的實(shí)際傳熱面積SS⑶該換熱器的面積裕度為：傳熱面積合適，該換熱器能夠完成生產(chǎn)任務(wù)。6.3換熱器內(nèi)流體的流動(dòng)阻力⑴管程流動(dòng)阻力Ns=1，N由Re=5967，傳熱管相對(duì)粗糙度0.01/20=0.005，查莫狄圖得λi=0.04流速u(mài)i=0.24管程流動(dòng)阻力在允許范圍內(nèi)。⑵殼程阻力Ns=1，F(xiàn)①流體流經(jīng)管束的阻力：F=0.4fnc=8，NB=49，uo=0.21②流體流過(guò)折流板缺口的阻力：?pB=0.09（m），D=0.3（m）?p總阻力殼程流動(dòng)阻力也比較適宜。7換熱器主要結(jié)構(gòu)尺寸和計(jì)算結(jié)果換熱器形式固定管板式換熱面積/m216.73工藝參數(shù)名稱物料名稱操作壓力/MPa操作溫度/℃流量/（kg/h）管程循環(huán)水0.420/407547殼程油0.3120/403472流體密度/kg/995.7781流速/（m/s）0.240.21傳熱量/kW176總傳熱系數(shù)/W333傳熱系數(shù)/W1464599污垢系數(shù)/m0.00020.00017阻力降/MPa0.001920.005137程數(shù)41推薦使用材料碳鋼碳鋼管子規(guī)格?管數(shù)56管長(zhǎng)4500mm管間距/mm32排列方式正三角形折流板形式上下間距/mm90切口高度25%殼體內(nèi)徑/mm3258其他部件的選擇⑴封頭管箱采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭與筒體短節(jié)焊接的組合體，及分程擋板。分程擋板厚度8mm，分程形式如圖1所示（隔板兩側(cè)管心距c=44mm）：圖1分程示意圖其中標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭EHA的內(nèi)徑di=325mm，厚度δn=8mm，查標(biāo)準(zhǔn)有直邊高度h=25mm。筒體短節(jié)取其長(zhǎng)度L=200mm由校核其厚度滿足要求。如圖2所示封頭形式：圖2封頭形式h=25mm，，H=106.25mm，DD=325mm，δ=8mm。⑵法蘭管板厚度h=38mm，兼作法蘭，其尺寸要求與容器法蘭對(duì)應(yīng)。管板（帶法蘭）各尺寸及標(biāo)準(zhǔn)如圖3所示：圖3管板法蘭示意圖其中：D=460mm，D1=410mm，D2=309mm，D4=363mm，bf=24，d=25mm，b=38mm。配套螺母規(guī)格為M22，數(shù)量12⑶其他附件：根據(jù)容器要求按照標(biāo)準(zhǔn)選取膨脹節(jié)及支座等部。9設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)本次課程設(shè)計(jì)是根據(jù)生產(chǎn)年處理25000噸煤油的煤油冷卻器。通過(guò)計(jì)算試差校核最終確定選用固定管板式列管式換熱器，采用一殼程四管程的換熱方式。共用換熱管56根，采用正三角形排列方式，換熱面積為16.73m2；筒體內(nèi)徑325mm此次化工原理課程設(shè)計(jì)過(guò)程歷時(shí)三個(gè)星期，在設(shè)計(jì)過(guò)程中不斷優(yōu)化，往復(fù)計(jì)算，過(guò)程比較繁瑣。確定冷熱流體的管程分布→根據(jù)題目已知條件確定相應(yīng)定性溫度下各物性值→計(jì)算熱負(fù)荷Q→確定總傳熱系數(shù)：假定流速及總傳熱系數(shù)，計(jì)算換熱面積進(jìn)行優(yōu)化校正，計(jì)算實(shí)際傳熱系數(shù)及換熱面積，進(jìn)行換熱器管殼程的選型→校核傳熱系數(shù)及換熱面積，使得面積裕量為10%~30%這次