【苯蒸汽冷卻器的設(shè)計(jì)（論文）10000字】

第一章設(shè)計(jì)參數(shù)熱流體選用苯蒸汽；冷流體選用水；苯蒸汽工作壓力P1=0.2MPa；冷卻水工作壓力P2=1.5MPa；苯蒸汽進(jìn)口溫度T1=80℃；苯蒸汽出口溫度T2=30℃；冷卻水進(jìn)口溫度t1=20℃；冷卻水出口溫度t2=30℃；苯蒸汽流量0.7Kg/s；第二章傳熱量和流程確定2.1定性溫度的確定定性溫度為：t定性溫度為：t2.2物性參數(shù)(1)物性參數(shù)表2-1熱流體物性參數(shù)物性溫度密度（kg/m3）比熱容（kJ/(kg?℃)）黏度（kg/(m?s)）熱導(dǎo)率(W/(m?℃))汽化潛熱（kJ/kg）苯蒸汽55823.21.840.000410.33394(2)物性參數(shù)冷流體溫度（℃）密度（kg/m3）比熱容（kJ/(kg?℃)）黏度（kg/(m?s)）熱導(dǎo)率(W/(m?℃))水25996.94.180.0009030.6082.3熱量衡算本次設(shè)計(jì)中，苯蒸汽的傳熱量分為兩部分，第一為冷卻段，第二為冷凝段，總傳熱量為兩部分相加之和。Q=2.4所需要的冷卻水M2.5流體的安排苯蒸汽為熱流體，冷卻水是冷流體，可以讓苯蒸汽走殼程，冷卻水走管程。綜合考慮，本設(shè)計(jì)的選擇是合適的。

第三章傳熱面積的計(jì)算3.1傳熱溫差苯蒸汽進(jìn)出口溫度的差值：?t冷卻水進(jìn)出口溫度的差值：?t在本次設(shè)計(jì)中，苯蒸汽和冷卻水的平均溫度差值：根據(jù)平均溫差計(jì)算公式可得：△t暫時(shí)按單殼程來考慮，則：P=R=由無量綱數(shù)R、P查圖得：溫差校正系數(shù)φ=0.91，因φ>0.8，故可行。兩流體的平均溫差為：△t3.2K值的選取根據(jù)換熱器中常用的流速范圍的數(shù)據(jù)，熱系數(shù)K=780W╱m傳熱面積為：F'=在設(shè)計(jì)換熱器時(shí)，要考慮到面積裕度是否能夠完成本次熱傳遞任務(wù)。所以在本次設(shè)計(jì)中，可以取值上式中傳熱面積的1.15倍：F因此，本次設(shè)計(jì)的苯蒸汽冷卻器初步傳熱面積可以暫定為22.18m第四章主體部分的計(jì)算4.1換熱管的選擇本次設(shè)計(jì)中，換熱管可以采用10號(hào)鋼的材料，φ25×2.5mm。根據(jù)換熱器中常用的流速范圍的數(shù)據(jù)，查《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)（第三版）》[1]表3-4、3-5，可取管程內(nèi)流體的流速ui=1.1m/s4.2管程與總管數(shù)流通截面積：A每程管數(shù)：n=換熱管長(zhǎng)度：L=在本次設(shè)計(jì)中，當(dāng)我們采用單程時(shí)，傳熱換過長(zhǎng)，所以可也采用多管程，是符合實(shí)際情況的：當(dāng)l=3m時(shí)管程數(shù)：N總根數(shù)：n4.3管束對(duì)于此設(shè)計(jì)苯蒸汽冷卻器。do10121416192022253032353845505557S13～14161922252628323840444857647072Sn28303235384042445052566068767880(注：:Sn=兩側(cè)相鄰管心距；S=換熱管中心距；do=換熱管外徑)橫過管束中心線的管數(shù)：b′=1.14.4殼體內(nèi)徑的確定由于在換熱器內(nèi)的傳熱管的排列形式多種多樣，采取不同排列方法，選用正三角形排列，取管板利用率的值為:η=0.7。對(duì)于本次設(shè)計(jì)殼體內(nèi)徑：D按照標(biāo)準(zhǔn)取值：Ds=0.45m長(zhǎng)徑比為:l設(shè)計(jì)合理4.5折流板折流板可以增加苯蒸汽冷卻器的傳熱系數(shù)，所以采用常見的單弓形折流板，材料可以選用Q235R。圖4-1折流板開口方式(1)對(duì)于折流板的選型形式的選擇，本次設(shè)計(jì)的換熱器可以選用弓形折流板，流體流動(dòng)的死角小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于清洗。對(duì)于折流板缺口高度的計(jì)算，選用下式可得。?=對(duì)于折流板的圓心角的計(jì)算，由公式可得：θ=(2)對(duì)與弓形折流板厚度的選擇厚度，查GB151-2014[2]表6-21，可以選擇t=12mm，此選擇合適；(3)折流板間距為了保證本次設(shè)計(jì)的工藝合理性，弓形折流板的一般間距都大于殼體內(nèi)徑的五分之四，且不小于50，最大則不能超過殼體內(nèi)徑；則折流板間距一般在范圍為(0.09～0.45)m之間。則可以選擇折流板間距為0.15m是合理的。(4)折流板數(shù)目N為了對(duì)這次設(shè)計(jì)的殼程進(jìn)出口提供多余的空間，所以殼程兩邊的折流板的間距是大于中間折流板的間距的，但是兩端折流板的間距過大則又是不合理。所以可將折流板的個(gè)數(shù)取值為18塊。折流板上管孔直徑，由GB151-2014[2]，查得25.5mm；折流板直徑，Db由GB151-2014[2]規(guī)定，得Db=446.5mm,直徑允許偏差（0--0.5）mm；表4-2折流板外徑及允許偏差DN<400400～<500500～<900900～<13001300～<17001700～<21002100～<23002300～<26002600～3200>3200～4000名義外徑DN-2.5DN-3.5DN-4.5DN-6DN-7DN-8.5DN-12DN-14DN-16DN-18允許偏差0-0.50-0.50-0.80-0.80-1.00-1.00-1.40-1.60-1.80-2.04.6接管對(duì)于殼程進(jìn)口接管，苯蒸汽的流速可以u(píng)1=1.8m/s，內(nèi)徑計(jì)算值：D殼程接管直徑標(biāo)準(zhǔn)值為DN=25mm，殼程接管尺寸：φ32×3.5mm殼程接管進(jìn)出口都為苯，所以可以選擇殼程接管進(jìn)出口的尺寸是相同的。校核流速;u流速范圍在要求范圍內(nèi)，對(duì)于接管公稱直徑的設(shè)計(jì)是合理的；對(duì)于管程流體冷卻水的取值：u2=2m/s，接管內(nèi)徑計(jì)算值：D可取管程接管直徑標(biāo)準(zhǔn)值DN=80mm，則管程接管尺寸為φ89×4.5mm校核流速;u流速范圍在要求范圍內(nèi)，接管公稱直徑選取合適；第五章熱量核算5.1殼程表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)在設(shè)計(jì)為立式換熱器的情況下，管束采用排列方式：垂直排列。選用下式計(jì)算殼程傳熱系數(shù):α設(shè)外壁溫度為tw=50℃,則冷凝液膜的平均溫度為：?t=查出膜溫?t=52.5下的物性參數(shù)為：ρ=μ=λ=c殼側(cè)表面換熱系數(shù)：α5.2管程表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)在本次設(shè)計(jì)中，冷卻水在管內(nèi)流通時(shí)，它的橫截面積：A冷卻水的最小流速：u雷諾數(shù)：Re普朗特?cái)?shù):P黏度校正項(xiàng)：μ則經(jīng)過計(jì)算可得：α5.3傳熱系數(shù)污垢熱阻冷卻水的污垢熱阻：rs2=0.00034苯蒸汽的污垢熱阻：rs1=0.00017(㎡·℃)╱W；管壁熱阻我們?cè)诒敬蔚脑O(shè)計(jì)中，綜合考慮選用10號(hào)鋼，熱導(dǎo)率：52.34。管壁熱阻：Rb??傳熱管的壁厚，mmλw??熱導(dǎo)率，W╱管子的平均直徑：d總傳熱系數(shù)：K=5.4安全系數(shù)H=換熱器安全系數(shù)合適.F=換熱器的面積裕度為：H=換熱器面積裕度合適。5.5壁溫核算在本次設(shè)計(jì)中，我們?cè)O(shè)計(jì)管壁很薄，對(duì)于管壁而言它的熱阻同樣很小，因?yàn)閾Q熱器用冷卻水循環(huán)操作，在計(jì)算中，可以取最壞的工作條件考慮，使得兩側(cè)污垢熱阻為零。平均壁溫：t冷卻水平均溫度計(jì)算為t苯蒸汽的平均溫度計(jì)算為：T經(jīng)過上式計(jì)算，可以取苯蒸汽流體溫度計(jì)算值，讓它作為殼體管壁溫度的平均溫度。則可以為50℃苯蒸汽殼體壁溫減去冷卻水管程壁溫之差。?t=經(jīng)過上面的計(jì)算結(jié)果，我們可以選擇換熱器的形式為，選擇固定管板式換熱器。第六章?lián)Q熱器內(nèi)流體的流體阻力核算6.1管程流體阻力管內(nèi)摩擦系數(shù)查《熱交換器原理與設(shè)計(jì)（第五版）》[4]（圖2.36）為fi=0.02總阻力：△P在冷卻水流經(jīng)過折流板缺口時(shí)，他的計(jì)算公式可得：△P△Pξ一般取3；在本次設(shè)計(jì)的過程中，冷卻水進(jìn)出口連接管的阻力：△P總阻力：△P經(jīng)過計(jì)算，可以得到對(duì)于殼程苯蒸汽的阻力計(jì)算，在允許范圍之內(nèi)。6.2殼程流體阻力苯蒸汽冷卻器對(duì)于流體阻力的計(jì)算是否符合實(shí)際工作環(huán)境?！鱌Fs=1.15，與苯蒸汽的狀態(tài)有關(guān)苯蒸汽在換熱器的殼程流通的橫截面積的計(jì)算：A最小流速：u雷諾數(shù)：R流體流過管束的阻力為：△Pf=0.5，管子排列形式對(duì)阻力的影響fk——?dú)こ塘黧w摩擦因子；fnt苯蒸汽流過折流板缺口的阻力，可以經(jīng)過下面的計(jì)算公式的?！鱌總阻力：△P苯蒸汽流體的阻力在允許范圍之內(nèi)。第七章?lián)Q熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度校核經(jīng)過前期的熱量計(jì)算和核算，應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)出符合實(shí)際情況以及工作環(huán)境的換熱器，在接下來的設(shè)計(jì)過程中，主要的設(shè)計(jì)部分包括有換熱器的筒體尺寸的設(shè)計(jì)以及材料的選擇，還有各種零部件的設(shè)計(jì)以及選擇，其中管箱，封頭，分程隔板，以及拉桿等等各種部件。在對(duì)上述零部件的選擇完后，就要對(duì)這些部件進(jìn)行應(yīng)力校核等等。完成以上所述的步驟后，對(duì)于苯蒸汽換熱器的設(shè)計(jì)才是完整以及合理的。步驟一：本次設(shè)計(jì)的換熱器管口進(jìn)口溫度是40℃，為了保證工作壓力裕度，提高換熱器的安全性，可以取1.1倍的換熱器管口壓力，則可以得到管口壓力為1.65MPa。步驟二：本次設(shè)計(jì)的換熱器殼程進(jìn)口溫度是90℃，為了保證工作壓力裕度，提高換熱器的安全性，可以取1.1倍的換熱器殼程壓力，則可以得到管口壓力為0.22MPa。7.1殼體的設(shè)計(jì)以及材料的選擇(1)材料的確定對(duì)于本次換熱器，需要冷卻的流體為苯蒸汽，苯蒸汽流體屬于有機(jī)物，因該選擇抵抗腐性蝕材好的，則Q345R是符合本次設(shè)計(jì)的選擇，因?yàn)樗鼉r(jià)格低，強(qiáng)度較高，對(duì)堿性介質(zhì)的化學(xué)腐蝕比較穩(wěn)定等特點(diǎn)。(2)尺寸的計(jì)算1)殼體內(nèi)徑在前期的計(jì)算部分中，可以得到筒體的內(nèi)徑是D=450mm，在以此的基礎(chǔ)上，可以重新進(jìn)行有關(guān)的工藝參數(shù)的計(jì)算。2)筒體厚度設(shè)計(jì)壓力：P=0.22MPa，設(shè)計(jì)溫度：Ts=90℃；筒體一般都是由焊接而成的，可以選擇雙面焊接對(duì)接接頭。由此可知焊接溫度系數(shù)可以是1。厚度計(jì)算：δ=計(jì)算得到筒體殼體的厚度是0.26mm，腐蝕裕度的取值一般根據(jù)的是筒體殼體厚度的負(fù)差值而定的，在沒有特殊的腐蝕條件下，可以取值腐蝕裕量為2。設(shè)計(jì)厚度：δ名義厚度：δ由于筒體是有壓容器，為了保證安全生產(chǎn)的條件，對(duì)于筒體的厚度取值不能過于小，計(jì)算得出的厚度3.26mm，太小，不能符合安全生產(chǎn)的條件，所以我們可以取值筒體的名義厚度為6mm，是符合有壓容器的安全厚度的。對(duì)于有效厚度的計(jì)算，可得：δ經(jīng)過計(jì)算和選擇，最終得到了換熱器筒體的全部尺寸厚度，最終對(duì)于筒體殼體的厚度取值為6mm，所以可知筒體殼體的內(nèi)徑是450mm，筒體殼體的外徑是462mm。(3)強(qiáng)度校驗(yàn)本次設(shè)計(jì)的苯蒸汽冷卻器的筒體，首先要對(duì)其的筒體進(jìn)行強(qiáng)度校核，為了應(yīng)付各種惡劣的工作環(huán)境，比如高溫高壓等條件下，依舊能夠安全運(yùn)行生產(chǎn)。因此首先進(jìn)行高壓校核，由下式可以計(jì)算得筒體的最高允許工作壓力：P設(shè)計(jì)溫度計(jì)算應(yīng)力：σσ根據(jù)上列所算得出：σ可以得出以下結(jié)論：該設(shè)計(jì)的苯蒸汽冷卻器筒體的強(qiáng)度校驗(yàn)是合格的。(4)水壓試驗(yàn)試驗(yàn)壓力：P[σ]——筒體材料試驗(yàn)溫度下的許用壓力，MPa；[σ]^t——筒體材料設(shè)計(jì)溫度下的許用壓力，MPa；壓力校核：σP38.75≤經(jīng)過上面的水壓計(jì)算校核，可以得到該筒體的水壓校核是通過的，由以上筒體壓力以及水壓校核。綜合考慮，該苯蒸汽冷卻器的筒體設(shè)計(jì)是合格的。7.2管箱墊片對(duì)本次設(shè)計(jì)的冷卻器，選取非金屬軟墊片。公稱直徑DN，mm墊片D，mm墊片d，mm4504944547.3管箱法蘭選用乙型平焊法蘭，材料為16Mn，示意圖如下：凹凸密封面-法蘭公稱直徑為450mm，由下表可知DNDD1D2D3D4δd螺栓規(guī)格螺栓數(shù)量4505905505155055024323M2020(1)法蘭校核法蘭材料為16Mn，常溫下的許用應(yīng)力是[σ]b=320MPa，設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力為181MPa。螺栓材料為40Cr，常溫下許用應(yīng)力為[σ]b=635MPa，設(shè)計(jì)在一定許用溫度下螺栓材料的許用應(yīng)力為196MPa。法蘭內(nèi)徑橫向的切面和截面的寬度流體軸向壓力所作用引起的流體軸向摩擦力：流體流動(dòng)壓力所直接引起的總流體軸向性壓力和直接作用于法蘭內(nèi)徑橫向的切面和截面的徑向流體流動(dòng)壓力所直接引起的總流體軸向性壓力差的比值公式為差；FFF=0.785窄面法蘭墊片壓緊力F墊片壓緊力作用中心圓直徑D作用位置的距離FDL螺柱的作用位置到中心點(diǎn)的距離L螺柱的作用位置到中心點(diǎn)FG的距離L在螺栓預(yù)工作狀態(tài)下時(shí)，需要的最小載荷W在螺栓工作狀態(tài)下時(shí)，需要的最小載荷W當(dāng)螺柱在預(yù)工作狀態(tài)時(shí)，對(duì)于工作面需要的最小面積。A當(dāng)螺栓在實(shí)際工作狀態(tài)時(shí)，A總橫截面積A螺栓設(shè)計(jì)載荷W=0.5工作狀態(tài)下的法蘭總力矩M工作狀態(tài)下的剪應(yīng)力Aτ0.72≤0.8合格7.4管板①管板的選擇苯蒸汽冷卻器，選用的是固定管板式換熱器，所以對(duì)于它選用的材料為Q345R.本次設(shè)計(jì)的冷卻器內(nèi)徑是450mm，查閱相關(guān)冷卻器的資料，確定了管箱法蘭的結(jié)構(gòu)，DNDD1D2D3D4D5Cd2螺栓規(guī)格螺栓數(shù)量bfb450590550515447510450023M20202060②冷卻器上的管板工作時(shí)，孔的直徑大小和選擇標(biāo)準(zhǔn)。查換熱器設(shè)備設(shè)計(jì)書，可以取值25.3mm，是符合本次設(shè)計(jì)的要求的。冷卻器的粗糙度與管板粗糙度在35μ范圍之間?？梢圆捎帽容^常見的焊接方法。冷卻器的管板和法蘭的連接方式有很多，在本次設(shè)計(jì)中，可以采用的連接方法，選用凹凸面，管法蘭的密封面形式。如圖所示(1)管板校核有關(guān)參數(shù)的確定設(shè)計(jì)溫度下?lián)Q熱器的屈服強(qiáng)度是σtt205MPa；換設(shè)計(jì)溫度下?lián)Q熱器彈性模量Et=210000MPa；換熱管設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力[σ]tt124MPa;換熱管設(shè)計(jì)溫度下線性膨脹系數(shù)αt=11.12mm╱mm·℃;設(shè)定特定溫度下對(duì)于殼體材料的彈性模量Es=197000MPa；殼體材料設(shè)計(jì)溫度下的屈服強(qiáng)度σst315MPa;殼體材料設(shè)計(jì)溫度下線性膨脹系數(shù)αs=11.53mm╱mm·℃;螺栓許用應(yīng)力[σ]b=196MPa；設(shè)計(jì)溫度下管板材料的彈性模量Ep=201000MPa；管板材料的許用應(yīng)力[σ]pt189MPa;設(shè)計(jì)溫度下管箱法蘭材料的彈性模量Ef=200000MPa；換熱管穩(wěn)定許用應(yīng)力回轉(zhuǎn)半徑i：i=0.25換熱管受壓失穩(wěn)當(dāng)量長(zhǎng)度lcr=1308.15mm系數(shù)：C[σ][σ]cr≤[σ]tt124MPa，按照要求，是符合本次冷卻器的設(shè)計(jì)的。冷卻器的殼程橫截面積。A=隔板之間，相鄰兩側(cè)列管的圓心之間的距離：Sn=44mm。冷卻器的隔板一面的列管數(shù)目：N1=11根AAλ=冷卻器的筒體表面橫截面積。As=π設(shè)計(jì)的冷卻器列管管口的管區(qū)面積。A一根管熱管在工作時(shí)，它所需要的總橫截面積。a=β=冷卻器的管板在安裝列管時(shí)，管板需要提供的布置管區(qū)的面積。D冷卻器與殼程內(nèi)徑之比。ρb需要的螺柱面積A基本法蘭力矩M法蘭頸部大端厚度δ1=10.5mm法蘭頸部小端厚度δ2=6mm管箱法蘭厚度δf=43mmδ系數(shù)ω′′=0.00023，按δh/Di和δ′′f/Di旋轉(zhuǎn)剛度的確定。K′′冷卻器的換熱管束與圓筒剛度比Q=ΕΕ冷卻器的各個(gè)零部件的設(shè)計(jì)厚度，還有管板的強(qiáng)度和剛度的系數(shù)，頂管板厚度60mm。管程：腐蝕裕量2mm殼程：腐蝕裕量2mm對(duì)于管板：強(qiáng)度系數(shù):0.4剛度系數(shù):0.4有效厚度：δ管板延長(zhǎng)的加法蘭厚度：δ′冷卻器有效長(zhǎng)度：L=3000?2冷卻器的系數(shù)K=在冷卻器的設(shè)計(jì)中，當(dāng)在管板的周圍不加管區(qū)時(shí)無量綱寬度。k=K殼體法蘭與圓筒的旋轉(zhuǎn)剛度參數(shù)K′參數(shù)K管束模數(shù)K旋轉(zhuǎn)剛度無量綱參數(shù)K系數(shù)ψ=系數(shù)M法蘭力矩折減系數(shù)ξ=管板邊緣力矩變化系數(shù)ΔM法蘭力矩變化系數(shù)ΔM7.5對(duì)冷卻器接管的設(shè)計(jì)選擇(1)殼程接管名稱公稱直徑DN管子外徑A法蘭外徑D螺栓孔中心圓直徑K螺栓孔直徑L螺栓孔數(shù)量n（個(gè)）螺栓Th法蘭厚度C法蘭內(nèi)徑B殼程接管及法蘭253210075114101433②殼程接管外伸高度DN=25，δ=0～50，l3=150mm(2)殼接管位置最小尺寸可以用下面的計(jì)算方法可得。L(3)殼程接管補(bǔ)強(qiáng)①開孔補(bǔ)強(qiáng)校核對(duì)于設(shè)計(jì)的冷卻器，取殼程接管32x3.5mm，。C壁厚：δ有效壁厚：δ開孔直徑：d=D接管有效補(bǔ)強(qiáng)高度：B=2d=2外側(cè)有效補(bǔ)強(qiáng)高度：1=補(bǔ)強(qiáng)面積：A=dδ=34fr=1面積是：A1=(B-d)×(δe-δ)=(68-34)×(3-0.26)=93.16m㎡AA=A≥8.84m㎡綜上所訴，接管補(bǔ)強(qiáng)的強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)的合理性。(4)對(duì)冷卻器管程接管的設(shè)計(jì)。名稱公稱直徑DN管子外徑A法蘭外徑D螺栓孔中心圓直徑K螺栓孔直徑L螺栓孔數(shù)量n（個(gè)）螺栓Th法蘭厚度C法蘭內(nèi)徑B管程接管及法蘭8089200160188162091管程接管外伸高度當(dāng)DN=80，δ=0～50，l4=150mm1)接管位置L2)管程接管補(bǔ)強(qiáng)的計(jì)算②管箱接管開孔補(bǔ)強(qiáng)校核材料選用89×4.5mm的20號(hào)鋼，許用應(yīng)力147MPa，取C2=2,C=1。采用等面積補(bǔ)償法校核。C計(jì)算壁厚：δ有效壁厚：δ開孔直徑：d=D有效補(bǔ)強(qiáng)高度：B=2d=2外側(cè)有效補(bǔ)強(qiáng)高度：?1=需要補(bǔ)強(qiáng)面積：A=d可以作為補(bǔ)強(qiáng)的面積：A1=(B-d)×(δe-δ)=(182-91)×(3-1.97)=93.73m㎡AA=另加的補(bǔ)償面積：A補(bǔ)強(qiáng)圈厚度：σ筒體等厚6mm。補(bǔ)償面積：A=冷卻器的設(shè)計(jì)強(qiáng)度補(bǔ)償強(qiáng)度滿足。7.6冷卻器管箱的設(shè)計(jì)(1)材料的選擇冷卻器封頭的結(jié)構(gòu)尺寸符合鋼制壓力容器封頭GB/T25198-2010[6]和《壓力容器》(GB150-2011[5])所參考的合理性設(shè)計(jì)。故管箱的材料可選取為Q345R，此材料的許用應(yīng)力為189Mpa。(2)管箱尺寸根據(jù)本次設(shè)計(jì)的工作溫度，當(dāng)冷卻器流體進(jìn)口溫度為40℃，取計(jì)算壓力為工作壓力的1.1倍，可以計(jì)算出該冷卻器的設(shè)計(jì)壓力是1.65MPa.計(jì)算厚度：δ=設(shè)計(jì)厚度：δ名義厚度：δ取整后名義厚度為：6mm有效厚度：δ(3)封頭尺寸的設(shè)計(jì)根據(jù)本次設(shè)計(jì)的工作溫度，當(dāng)冷卻器流體進(jìn)口溫度為40℃，取計(jì)算壓力為工作壓力的1.1倍，可以計(jì)算出該冷卻器的設(shè)計(jì)壓力是1.65MPa.焊縫系數(shù)φ=1，腐蝕裕度C2=2，負(fù)差值C1=1計(jì)算厚度：δ設(shè)計(jì)厚度：δ名義厚度：δ取整后名義厚度為6mm有效厚度：δ圖7-7橢圓形封頭EHA表7-6封頭參數(shù)公稱直徑為(mm)H(mm)h(mm)δn(mm)45013825.56(4)分程隔板寬度為440mm,厚度為10mm,長(zhǎng)為517m的Q235型完全符合本次設(shè)計(jì)對(duì)于材料上規(guī)范要求，在操作過程中一端作為平面，一端是和封頭相同的橢圓，于此同時(shí)與寬為12mm，深為6mm拐角處倒角為45°的隔板槽互相搭配咬合。(5)前端管箱管箱短接長(zhǎng)度不僅要免除使開孔不受影響還需考慮換熱器對(duì)于組裝尺寸方面的規(guī)范和要求，于是管箱短接長(zhǎng)度的計(jì)算方式為。封頭焊縫到接管距離：L封頭高度：LL(6)強(qiáng)度校驗(yàn)Pσσ根據(jù)上列所算得出：σ強(qiáng)度校驗(yàn)合格(7)水壓試驗(yàn)在本次設(shè)計(jì)的筒體封頭的厚度：δ=系數(shù)為：K=水壓計(jì)算：P最大工作壓力：P本次設(shè)計(jì)中水壓試驗(yàn)的最終結(jié)果。σ160.06<0.9×φ×Rel。水壓試驗(yàn)滿足要求。7.7拉桿的設(shè)計(jì)(1)拉桿尺寸10≤d≤14，拉桿直徑10；14＜d＜25，拉桿直徑12；25≤d≤57，拉桿直徑16；換熱管直徑為：do=25mm，拉桿直徑dn為16mm一臺(tái)拉桿數(shù)為：4根(2)結(jié)構(gòu)形式常用拉桿形式有兩種：(1)焊接連接結(jié)構(gòu)；(2)螺紋連接結(jié)構(gòu)：(3)拉桿布置材料采用Q235R，選用Φ16的拉桿，數(shù)量為4根。拉桿直徑拉桿螺紋公稱直徑LaLhb161622602(4)定距管的設(shè)計(jì)材料采用Q235R，Φ25mm，定距管的長(zhǎng)度為159mm，個(gè)數(shù)為4;折流板間的定距管長(zhǎng)度為138mm,個(gè)數(shù)為68個(gè)。7.8旁路擋板的設(shè)計(jì)材料為Q245R厚度為12mm，寬度為43.75mm，長(zhǎng)12.55mm,與折流板焊接牢固7.9支座材料為Q235A，公稱直徑為450mm安裝2個(gè)支座，對(duì)稱布置公稱直徑DN允許載荷鞍座高度H底板l1底板b1底板δ1底板s1筋板l2筋板b2筋板δ2墊板l3墊板b3墊板δ3eb4,δ4d規(guī)格4501125100606301607051601256205002420

第八章冷卻器的應(yīng)力校核8.1苯蒸汽冷卻器所受的應(yīng)力冷卻器軸向力的計(jì)算：F苯蒸汽殼程流體的流通截面積：f冷卻水管程流體的流通截面積：f對(duì)于冷卻器殼體的彈性模數(shù)，Es=197000MPa。冷卻器管程管體的彈性模數(shù)，Et=210000MPa。殼程：σ管程：σ8.2苯蒸汽冷卻器對(duì)溫度差值應(yīng)力的計(jì)算換熱管外壁：t管熱管內(nèi)壁：t換熱管平均溫度：tQq=冷卻器的筒體內(nèi)測(cè)壁溫：t冷卻器筒體平均溫度殼體材料導(dǎo)熱系數(shù)為λs=56W╱(m·k),殼體厚度為6mm根據(jù)q=Δtt所以：ts=54.98268℃,tw=41.11℃殼體材料的線膨脹系數(shù)a管子材料的線膨脹系數(shù)a軸向力：σ對(duì)于溫差產(chǎn)生的軸向力，計(jì)算如下：σ冷卻器的列管長(zhǎng)度δδ冷卻器的筒體軸向力：σ管子的軸向合成力：σ8.3冷卻器的拉脫力q=8.4熱補(bǔ)償及應(yīng)力計(jì)算(1)熱補(bǔ)償計(jì)算tw=41.11℃，ts=54.98℃Δt=因?yàn)闇夭钚∮?0℃，所以不需要熱補(bǔ)償。應(yīng)力計(jì)算采用焊接法，焊縫系數(shù)取1，殼體材料的許用應(yīng)力為189MPa，換熱管的許用應(yīng)力為124MPaqσσq=強(qiáng)度應(yīng)力校核符合要求，無需設(shè)計(jì)膨脹節(jié)

第九章?lián)Q熱器主要結(jié)構(gòu)尺寸和計(jì)算結(jié)果匯總9.1工藝參數(shù)匯總