流體流動與傳熱課程設(shè)計--列管式換熱器(原油預(yù)熱器)的設(shè)計

1、<p>　　流體流動與傳熱課程設(shè)計說明書</p><p>　　題目名稱：列管式換熱器(原油預(yù)熱器)的設(shè)計</p><p>　　系 部： </p><p>　　專業(yè)班級： </p><p>　　學(xué)生姓名： </

2、p><p>　　學(xué) 號： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　完成日期： </p><p>　　化學(xué)與環(huán)境工程系(部)課程設(shè)計任務(wù)書</p><p>　　13/14 學(xué)年下學(xué)期201

3、4年1月15日</p><p>　　教研室主任（簽名） 系（部）主任（簽名） </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著科技的發(fā)展，化工行業(yè)也在不斷的發(fā)展，而換熱器是許多工業(yè)部門的通用設(shè)備，在化工生產(chǎn)中可用作加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器等。此次我們設(shè)計的主要是換熱

4、器，根據(jù)冷熱交換的方式進(jìn)行，用原油冷卻溫度過高的柴油，使生產(chǎn)能夠順利安全合理的進(jìn)行，滿足生產(chǎn)要求，設(shè)計的原油預(yù)熱器。</p><p>　　設(shè)計換熱器，首先根據(jù)它的溫差、物性來初估它的傳熱系數(shù)，再算出它的面積，來選擇換熱器的樣式或規(guī)格，通過核算它的傳熱系數(shù)與傳熱面積，并且要計算它的壓強將是否在允許的范圍內(nèi)，再來選擇合適的換熱器。通過這次的設(shè)計我們對換熱器有了一定的了解。</p><p>　　

5、關(guān)鍵詞：換熱器，設(shè)計，傳熱系數(shù)</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1.設(shè)計任務(wù)書1</b></p><p><b>　　1.1設(shè)計題目1</b></p><p><b>　　1.2設(shè)計條件1</b></

6、p><p><b>　　1.3設(shè)計內(nèi)容1</b></p><p><b>　　1.4設(shè)計評述1</b></p><p>　　2.設(shè)計方案簡介評述2</p><p>　　2.1換熱器的發(fā)展及分類2</p><p>　　2.2列管式換熱器的分類3</p>&l

7、t;p>　　2.3設(shè)計背景及設(shè)計要求6</p><p>　　3.換熱器設(shè)計理論計算8</p><p>　　3.1試算并初選換熱器規(guī)格8</p><p>　　3.2核算總傳熱系數(shù)K9</p><p>　　3.3計算壓強降11</p><p>　　4.換熱器主要結(jié)構(gòu)尺寸13</p><

8、p>　　4.1管子的規(guī)格和排列方法13</p><p>　　4.2管程和殼程數(shù)的確定13</p><p>　　4.3外殼直徑的確定13</p><p>　　4.3折流板形式的確定14</p><p>　　4.5主要附件的尺寸設(shè)計14</p><p>　　5.工藝設(shè)計計算結(jié)果匯總表16</p>

9、;<p><b>　　參考文獻(xiàn)17</b></p><p><b>　　后記18</b></p><p><b>　　1.設(shè)計任務(wù)書</b></p><p><b>　　1.1設(shè)計題目</b></p><p>　　列管式換熱器(原油預(yù)熱器

10、)的設(shè)計</p><p><b>　　1.2設(shè)計條件</b></p><p>　　某煉油廠用柴油將原油預(yù)熱。柴油和原油的有關(guān)參數(shù)如下表, 兩側(cè)的污垢熱阻均可取1.72×10-4m2.K/W，要求兩側(cè)的阻力損失均不超過Pa。</p><p><b>　　1.3設(shè)計內(nèi)容</b></p><p>

11、;　　①設(shè)計方案簡介：對確定的工藝流程及換熱器型式進(jìn)行簡要論述。 ②換熱器的工藝計算：確定換熱器的傳熱面積。 ③換熱器的主要結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計。 ④主要輔助設(shè)備選型。</p><p><b>　　1.4設(shè)計評述</b></p><p>　　換熱器是許多工業(yè)生產(chǎn)中常用的設(shè)備,尤其是石油、化工生產(chǎn)應(yīng)用更為廣泛。在化工廠中換熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器和再沸器等。換熱器的類

12、型很多，性能各異，個具特點，可以適應(yīng)絕大多數(shù)工藝過程對換熱器的要求。進(jìn)行換熱器的設(shè)計，首先是根據(jù)工藝要求選用適當(dāng)?shù)念愋停瑫r計算完成給定生產(chǎn)任務(wù)所需的傳熱面積，并確定換熱器的工藝尺寸。</p><p>　　換熱器類型雖然很多，但計算傳熱面積所依據(jù)的傳熱基本原理相同，不同之處僅是在結(jié)構(gòu)上需根據(jù)各自設(shè)備特點采用不同的計算方法而已。</p><p>　　2.設(shè)計方案簡介評述</p>

13、<p>　　2.1換熱器的發(fā)展及分類</p><p>　　在化工、石油、動力、制冷、食品等行業(yè)中廣泛使用各換熱器，且它們是這些行業(yè)的通用設(shè)備，并占有十分重要的地位。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。換熱器的設(shè)計、制造、結(jié)構(gòu)改進(jìn)及傳熱機理的研究十分活躍，一些新型高效換熱器相繼問世。</p><p>　　在不同溫度的流體間傳

14、遞熱能的裝置稱為熱交換器，簡稱為換熱器。它是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設(shè)備，又稱熱交換器。 換熱器既可是一種單獨的設(shè)備，如加熱器、冷卻器和凝汽器等；也可是某一工藝設(shè)備的組成部分，如氨合成塔內(nèi)的熱交換器。</p><p>　　由于制造工藝和科學(xué)水平的限制，早期的換熱器只能采用簡單的結(jié)構(gòu)，而且傳熱面積小、體積大和笨重，如蛇管式換熱器等。隨著制造工藝的發(fā)展，逐步形成一種管殼式換熱器，它不僅單位體積具有較大的傳熱面

15、積，而且傳熱效果也較好，長期以來在工業(yè)生產(chǎn)中成為一種典型的換熱器。 </p><p>　　二十世紀(jì)20年代出現(xiàn)板式換熱器，并應(yīng)用于食品工業(yè)。以板代管制成的換熱器，結(jié)構(gòu)緊湊，傳熱效果好，因此陸續(xù)發(fā)展為多種形式。30年代初，瑞典首次制成螺旋板換熱器。接著英國用釬焊法制造出一種由銅及其合金材料制成的板翅式換熱器，用于飛機發(fā)動機的散熱。30年代末，瑞典又制造出第一臺板殼式換熱器，用于紙漿工廠。在此期間，為了解決強

16、腐蝕性介質(zhì)的換熱問題，人們對新型材料制成的換熱器開始注意。 60年代左右，由于空間技術(shù)和尖端科學(xué)的迅速發(fā)展，迫切需要各種高效能緊湊型的換熱器，再加上沖壓、釬焊和密封等技術(shù)的發(fā)展，換熱器制造工藝得到進(jìn)一步完善，從而推動了緊湊型板面式換熱器的蓬勃發(fā)展和廣泛應(yīng)用。此外，自60年代開始，為了適應(yīng)高溫和高壓條件下的換熱和節(jié)能的需要，典型的管殼式換熱器也得到了進(jìn)一步的發(fā)展。70年代中期，為了強化傳熱，在研究和發(fā)展熱管的基礎(chǔ)上又創(chuàng)制出熱管式

17、換熱器。 一般換熱器都用金屬材料制成，其中碳素鋼和低合金鋼大多用于制造中、低壓換熱器；不銹鋼除主要用于不同的耐腐蝕條件外，奧氏體不銹鋼還可作為耐高、低溫的材料；銅、鋁及其合金多用于制造低溫?fù)Q熱器；鎳合金則用于高溫條件下；非金屬材料</p><p>　　換熱器按用途不同可分為加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器、再沸器、深冷器、過熱器等。 換熱器按傳熱方式的不同可分為：混合式、蓄熱式和間壁式。其中間壁式換熱器

18、應(yīng)用最廣泛，按照傳熱面的形狀和結(jié)構(gòu)特點又可分為管殼式換熱器、板面式換熱器和擴展表面式換熱器（板翅式、管翅式等）</p><p>　　2.2列管式換熱器的分類</p><p>　　換熱器種類繁多，形式各異，如列管式、釜式、板式、板翅式、螺旋板式、空冷器、套管式、蛇管式等。由于列管式換熱器（亦稱管殼式）易于制造、適應(yīng)性強、處理量大、成本較低可供選用的材料范圍廣泛，仍是當(dāng)前應(yīng)用最廣（約占70%）

19、，理論研究和設(shè)計技術(shù)最完善，運行可靠性良好的一類換熱器。</p><p>　　熱管換熱器是由殼體、熱管和隔板組成的。熱管作為主要的傳熱元件，是一種具有高導(dǎo)熱性能的傳熱裝置。熱管的傳熱特點是熱管中的熱量傳遞通過沸騰汽化、蒸汽流動和蒸汽冷凝三步進(jìn)行。由于沸騰和冷凝的對流傳熱程度都很大，而蒸汽流動阻力損失又較小，因此熱管兩端溫度差可以很小，即能在很小的溫差下傳遞很大的熱流量。因此特別適用于低溫差傳熱及某些等溫性要求較高

20、的場合。熱管換熱器具有結(jié)構(gòu)簡單、使用壽命長、工作可靠、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點，可用于氣--氣、氣--液和液--液之間的傳熱過程。</p><p>　　在不同溫度的流體間傳遞熱能的裝置稱為熱交換器，簡稱換熱器。在換熱器中至少要有兩種溫度不同的流體，一種流體溫度較高，放出熱量；另一種流體則溫度較低，吸收熱量。在工程實踐中有時也會存在兩種以上流體參加換熱的換熱器，但它的原理與前一種情形并無本質(zhì)上的差別。</p>

21、<p>　　列管式換熱器種類很多，目前廣泛使用的按其溫差補償結(jié)構(gòu)來分，主要有以下幾種：（1） 固定管板式換熱器 固定板式式換熱器是用焊接的方式將連接管束的管板固定在殼體兩端。它的主要特點是制造方便、緊湊，造價較低。但由于管板和殼體間的結(jié)構(gòu)原因，使得管外側(cè)不能進(jìn)行機械清洗。另外當(dāng)管壁與殼體壁溫之差較大時，會產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力，嚴(yán)重時會毀壞換熱器。</p><p>　　固定管板式換熱器的兩端管板和

22、殼體制成一體，當(dāng)兩流體的溫度差較大時，在外殼的適當(dāng)位置上焊上一個補償圈，（或膨脹節(jié)）。當(dāng)殼體和管束熱膨脹不同時，補償圈發(fā)生緩慢的彈性變形來補償因溫差應(yīng)力引起的熱膨脹。</p><p>　　特點：結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，殼程清洗和檢修困難，殼程必須是潔凈不易結(jié)垢的物料。 </p><p>　　固定管板式換熱器主要有外殼、管板、管束、封頭壓蓋等部件組成。固定管板式換熱器的結(jié)構(gòu)特點是在殼體中設(shè)置有管

23、束，管束兩端用焊接或脹接的方法將管子固定在管板上，兩端管板直接和殼體焊接在一起，殼程的進(jìn)出口管直接焊在殼體上，管板外圓周和封頭法蘭用螺栓緊固，管程的進(jìn)出口管直接和封頭焊在一起，管束內(nèi)根據(jù)換熱管的長度設(shè)置了若干塊折流板。這種換熱器管程可以用隔板分成任何程數(shù)。</p><p>　　固定管板式換熱器結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，管程清洗方便，管程可以分成多程，殼程也可以分成雙程，規(guī)格范圍廣，故在工程上廣泛應(yīng)用。殼程清洗困難，對

24、于較臟或有腐蝕性的介質(zhì)不宜采用。當(dāng)膨脹之差較大時，可在殼體上設(shè)置膨脹節(jié)，以減少因管、殼程溫差而產(chǎn)生的熱應(yīng)力。</p><p>　　固定管板式換熱器的特點是：1、旁路滲流較?。?、造價低；3、無內(nèi)漏；4、固定管板式換熱器的缺點是，殼體和管壁的溫差較大，易產(chǎn)生溫差力，殼程無法清洗，管子腐蝕后連同殼體報廢，設(shè)備壽命較低，不適用于殼程易結(jié)垢場合。</p><p>　　為了克服溫差應(yīng)力必須有溫差補償

25、裝置，一般在管壁與殼壁溫度相差50℃以上時，為安全起見，換熱器應(yīng)有溫差補償裝置。但補償裝置（膨脹節(jié)）只能用在殼壁與管壁溫差低于60～70℃和殼程流體壓強不高的情況。一般殼程壓強超過0.6Mpa時由于補償圈過厚，難以伸縮，失去溫差補償?shù)淖饔茫蛻?yīng)考慮其他結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)如下圖所示：（2） 浮頭式換熱器　　浮頭式換熱器是用法蘭把管束一端的管板固定到殼體上，另一端可以在殼體內(nèi)自由伸縮，并在該端管板上一頂蓋后稱為‘浮頭’。這類換熱器的應(yīng)用范圍廣，

26、能在較高的壓力下工作，適用于殼體壁溫與管壁溫差較大或殼程易結(jié)垢的場合。</p><p>　　浮頭式換熱器的一端管板與殼體固定，而另一端的管板可在殼體內(nèi)自由浮動，殼體和管束對膨脹是自由的，故當(dāng)兩張介質(zhì)的溫差較大時，管束和殼體之間不產(chǎn)生溫差應(yīng)力。浮頭端設(shè)計成可拆結(jié)構(gòu)，使管束能容易的插入或抽出殼體。（也可設(shè)計成不可拆的）。這樣為檢修、清洗提供了方便。但該換熱器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，而且浮動端小蓋在操作時無法知道泄露情況。因此在安

27、裝時要特別注意其密封。 </p><p>　　浮頭換熱器的浮頭部分結(jié)構(gòu)，按不同的要求可設(shè)計成各種形式，除必須考慮管束能在設(shè)備內(nèi)自由移動外，還必須考慮到浮頭部分的檢修、安裝和清洗的方便。 </p><p>　　在設(shè)計時必須考慮浮頭管板的外徑Do。該外徑應(yīng)小于殼體內(nèi)徑Di，一般推薦浮頭管板與殼體內(nèi)壁的間隙b1=3~5mm。這樣，當(dāng)浮頭出的鉤圈拆除后，即可將管束從殼體內(nèi)抽出。以便于進(jìn)行檢修、清洗

28、。浮頭蓋在管束裝入后才能進(jìn)行裝配，所以在設(shè)計中應(yīng)考慮保證浮頭蓋在裝配時的必要空間。 </p><p>　　鉤圈對保證浮頭端的密封、防止介質(zhì)間的串漏起著重要作用。隨著幞頭式換熱器的設(shè)計、制造技術(shù)的發(fā)展，以及長期以來使用經(jīng)驗的積累，鉤圈的結(jié)構(gòu)形式也得到了不段的改進(jìn)和完善。 </p><p>　　鉤圈一般都為對開式結(jié)構(gòu)，要求密封可靠，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、便于制造和拆裝方便。 </p>

29、<p>　　浮頭式換熱器以其高度的可靠性和廣泛的適應(yīng)性，在長期使用過程中積累了</p><p>　　豐富的經(jīng)驗。盡管近年來受到不斷涌現(xiàn)的新型換熱器的挑戰(zhàn)，但反過來也不斷促進(jìn)了自身的發(fā)展。故迄今為止在各種換熱器中扔占主導(dǎo)地位。</p><p>　　其優(yōu)點是：管束可以拉出，以便清洗；管束的膨脹不變殼體約束，因而當(dāng)兩種換熱器介質(zhì)的溫差大時，不會因管束與殼體的熱膨脹量的不同而產(chǎn)生溫差應(yīng)力

30、。其缺點為結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價高。</p><p><b>　　其結(jié)構(gòu)如下：</b></p><p>　?。?） 填料函式換熱器　　這類換熱器管束一端可以自由膨脹，結(jié)構(gòu)比浮頭式簡單，造價也比浮頭式低。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)。</p><p><b>　　其結(jié)構(gòu)如下：</b><

31、;/p><p>　　（4） U型管式換熱器　　這類換熱器只有一個管板，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?！?lt;/p><p><b>　　其結(jié)構(gòu)如下所示：</b></p><p>　　2.3設(shè)計背景及設(shè)計要求</p><p>　　在換熱器中至少要有

32、兩種溫度不同的流體，一種流體溫度較高，放出熱量；另一種流體則溫度較低，吸收熱量。在工程實踐中有時也會存在兩種以上流體參加換熱的換熱器，但它的基本原理與前一種情形并無本質(zhì)上的差別。 　　在化工、石油、動力、制冷、食品等行業(yè)中廣泛使用各種換熱器，且它們是上述這些行業(yè)的通用設(shè)備，并占有十分重要的地位。在化工廠，換熱器的費用約占總費用的10％～20％，在煉油廠約占總費用的35％～40％。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

33、提高，因而對換熱器的要求也日益加強。換熱器的設(shè)計、制造、結(jié)構(gòu)改進(jìn)及傳熱機理的研究十分活躍，一些新型高效換熱器相繼問世。 　　隨著換熱器在工業(yè)生產(chǎn)中的地位和作用不同，換熱器的類型也多種多樣，不同類型的換熱器各有優(yōu)缺點，性能各異。在換熱器設(shè)計中，首先應(yīng)根據(jù)工藝要求選擇適用的類型，然后計算換熱所需傳熱面積，并確定換熱器的結(jié)構(gòu)尺寸。 完善的換熱器在設(shè)計或選型時應(yīng)滿足以下各項基本要求： （1）合理地實現(xiàn)所規(guī)定的工藝條件 　　傳熱量

34、、流體的熱力學(xué)參數(shù)（溫度、壓力、流量、相態(tài)等）與物理化學(xué)性質(zhì)（密度、粘度、腐蝕性等）是工藝過程所規(guī)定的</p><p>　　3.換熱器設(shè)計理論計算</p><p>　　3.1試算并初選換熱器規(guī)格</p><p>　　定流體通入空間 兩流體均不發(fā)生相變的傳熱過程，因水的對流傳熱</p><p>　　系數(shù)一般較大，并易結(jié)垢，故選擇冷卻

35、水走換熱器的管程，煤油走殼程。</p><p>　?。?）確定流體的定性溫度、物性數(shù)據(jù)，并選擇列管式換熱器的形式： </p><p>　　被冷卻物質(zhì)為煤油，入口溫度為105℃,出口溫度為℃</p><p>　　冷卻介質(zhì)為自來水，入口溫度為℃，出口溫度為</p><p><b>　　煤油的定性溫度：</b>

36、</p><p><b>　　水的定性溫度： </b></p><p><b>　　兩流體的溫差： </b></p><p>　　由于兩流體溫差小于50℃，故選用固定管板式列管換熱器。</p><p>　　表3.1 兩流體在定性溫度下的物性數(shù)據(jù)</p><p>　　(3)計算

37、熱負(fù)荷Q 按管內(nèi)煤油計算,即</p><p>　　若忽略換熱器的熱損失，水的流量可由熱量衡算求得,即</p><p>　?。?）計算兩流體的平均溫度差，并確定殼程數(shù)</p><p><b>　　逆流溫差</b></p><p>　　由R和P查圖得溫度校正系數(shù)為，所以</p><p><b

38、>　　校正后的溫度為</b></p><p>　　又因，故可選用單殼程的列管式換熱器。</p><p>　?。?）、初步選擇換熱器規(guī)格 </p><p>　　根據(jù)管內(nèi)為水，管外為有機液體，K值范圍為340～910 ，</p><p><b>　　假設(shè)K=520 則</b></

39、p><p><b>　　估計的為=</b></p><p>　　初選固定板式換熱器規(guī)格尺寸如下：</p><p>　　外殼直徑D600mm 管排方式——正三角形排列</p><p>　　管程流通面積S 0.0364m2 公稱壓力P 2.5Mpa</p><p>　　

40、管數(shù)n 232 管程數(shù)2 </p><p>　　管長L 6m 管尺寸 φ25×2.5mm（不銹鋼管）</p><p>　　中心距 32mm 公稱面積S 107.5 m2</p><p>　　3.2核算總傳熱系數(shù)K</p>

41、<p>　?。?）、計算管程對流傳熱系數(shù)，因為</p><p>　　管中水的質(zhì)量流量為，則</p><p><b>　　水的體積流量為</b></p><p>　　所以： </p><p>　　(2)、計算殼程對流傳熱系數(shù)</p><p>　　換熱器中心附近管排中流體流

42、通截面積為</p><p>　　式中 h——折流擋板間距，取</p><p>　　t——管中心距，對于的管中心距為。</p><p>　　煤油的質(zhì)量流量為，則</p><p><b>　　煤油的體積流量為</b></p><p>　　由于換熱器為兩殼程，所以煤油的流速為：</p>

43、<p>　　由于管為三角形排列，則有</p><p>　　煤油在殼程中流動的雷諾數(shù)為</p><p>　　因為在范圍內(nèi)，故可采用凱恩(Kern)法求算，即</p><p>　　由于液體被冷卻 取0.95，所以</p><p>　?。?）、確定污垢熱阻</p><p>　?。?）、計算總傳熱系數(shù)（管壁熱阻

44、可忽略時，總傳熱系數(shù)為：）</p><p>　　選用該換熱器時，要求過程的總傳熱系數(shù)為520 ，在傳熱任務(wù)所規(guī)定的流動條件下，計算出的=587 ，所選擇的換熱器的安全系數(shù)為：</p><p>　　則該換熱器傳熱面積的裕度符合要求。 </p><p><b>　　3.3計算壓強降</b></p><p>　?。?）、計算

45、管程壓強降</p><p><b>　　前已算出： </b></p><p>　　取不銹鋼管壁的粗糙度，則</p><p><b>　　由摩擦系數(shù)圖查得</b></p><p><b>　　所以</b></p><p><b>　　對于的管

46、子，有</b></p><p>　　(2)、計算殼程壓強降</p><p>　　從上面計算可知，、﹤2×105，該換熱器管程與殼程的壓強降均滿足題設(shè)要求，故所選換熱器合適。</p><p>　　4.換熱器主要結(jié)構(gòu)尺寸</p><p>　　4.1管子的規(guī)格和排列方法</p><p>　　考慮到流體的

47、流速，選用規(guī)格的管子。我國換熱器系列中，固定管板式多采用正三角形排列，它的優(yōu)點有：管板的強度高；流體走短路的機會少，且管外流體擾動較大，因而對流傳熱系數(shù)較高；相同殼程內(nèi)可排列更多的管子。所以選擇正三角形排列。</p><p>　　4.2管程和殼程數(shù)的確定</p><p>　　管程數(shù)m可按下式計算，即</p><p>　　式中 ——管程內(nèi)流體的適宜速度，m/s；&l

48、t;/p><p>　　——單管程時管內(nèi)流體的實際速度，m/s。</p><p>　　取 （參考《化工原理》上冊）</p><p>　　水的流量為 =，對于φ25×2.5mm的管子，</p><p><b>　　求得 </b></p><p>　　所以選用2管程。在單殼程中，由R和P查得

49、溫度校正系數(shù)為大于0.8，所以采用單殼程。</p><p>　　4.3外殼直徑的確定</p><p>　　初步設(shè)計中可用下式計算殼體的內(nèi)徑，即</p><p><b>　　式中 </b></p><p><b>　　其中</b></p><p><b>　　則

50、</b></p><p>　　按照此方法計算得到的殼內(nèi)徑應(yīng)圓整，標(biāo)準(zhǔn)尺寸如下表： </p><p>　　所以取=600mm。</p><p>　　4.3折流板形式的確定</p><p>　　折流擋板的主要作用是引導(dǎo)殼程流體反復(fù)的改變方向做錯流流動，以加大殼程流體流速和湍動速度，

51、致使殼程對流傳熱系數(shù)提高。</p><p>　　選擇水平圓缺形折流板，切去的弓形高度為外殼內(nèi)徑的25.0%（圓缺率的范圍一般為15%～45%），即為：。</p><p>　　折流板的間距，在允許的壓力損失范圍內(nèi)希望盡可能小。一般推薦折流板間隔最小值為殼內(nèi)徑的1/5或者不小于50mm。折流板間距取h=100mm。</p><p>　　采用弓形折流板，取弓形折流板圓缺高

52、度為殼體內(nèi)徑的25％，則切去的圓缺高度為h＝0.25×400＝100mm，故可取h＝100 mm。 </p><p>　　折流板數(shù) NB=傳熱管長/折流板間距-1=6000/100-1=59(塊)折流板圓缺面水平裝配</p><p>　　折流板的最大無支撐間距如表所示：</p><p>　　4.5主要附件的尺寸設(shè)計</p><p>

53、;　?。?）封頭 封頭有方形和圓形兩種，方形用于直徑?。ㄒ话阈∮?00mm）的殼體，圓形用于大直徑的殼體。殼徑為600mm，選用圓形封。</p><p>　?。?）緩沖擋板 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，還有使流體沿管束均勻分布的作用。</p><p>　?。?）放氣孔、排液孔 換熱器的殼體上常安有放氣孔和排液孔，以排除不凝氣體和冷凝液等。</

54、p><p>　?。?）接管 換熱器中流體進(jìn)、出口的接管直徑按下式計算，即</p><p>　　式中 ——流體的體積流量，</p><p>　　——流體在接管中的流速，m/s。</p><p>　　流速 的經(jīng)驗值可取為對流體 u=1.5~2m/s 取液體流速=1.5m/s，自來水進(jìn)出口接管的內(nèi)徑 </p>&l

55、t;p><b>　　572.9mm</b></p><p>　　煤油進(jìn)出口接管的內(nèi)徑</p><p><b>　　316.29mm</b></p><p>　　5.工藝設(shè)計計算結(jié)果匯總表</p><p>　　工藝設(shè)計計算結(jié)果匯總表</p><p><b>　　

56、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).GB151-89鋼制管殼式換熱器.國家技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布，1989</p><p>　　[2]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).GB150-89鋼制管殼式換熱器.國家技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布，1989</p><p>　　[3]夏清、陳常貴.《化工原理（上冊）》.天津大學(xué)出版社.2005年</p>

57、<p>　　[4]賈紹義、柴誠敬.《化工原理課程設(shè)計》.天津大學(xué)出版社.2005年</p><p>　　[5]鄒華生、鐘理、伍欽、賴萬東.《傳熱傳質(zhì)過程設(shè)備設(shè)計》.華南理工大學(xué)出版社.2006年</p><p>　　[6]《化工制圖》華南理工大學(xué)機械制圖教研組編</p><p>　　[7]JB/T4736-95中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)</p>

58、<p>　　[8] 陸美娟主編.化工原理（上冊）.北京：化學(xué)工業(yè)出版社</p><p>　　[9] 楊祖榮主編.化工原理.北京：高等教育出版社</p><p><b>　　后記</b></p><p>　　課程設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),是對學(xué)生實際工作能力的具體訓(xùn)練和考察

59、過程.</p><p>　　通過本次的學(xué)習(xí)與設(shè)計，使我們對換熱器原理與組成有了更深的認(rèn)識。設(shè)計換熱器是一個考察我們綜合能力的一項任務(wù)，包括我們的計算能力，邏輯理解能力，以及同學(xué)之間的協(xié)調(diào)組織能力等等。為了完成任務(wù)，我們先是查閱了相關(guān)資料，又找了一個電子模板，按照參考書上的內(nèi)容一一列式，找出所需的各種數(shù)據(jù)，以及注意事項，然后在演草紙紙上一一計算出結(jié)果……當(dāng)然，對于對流傳熱系數(shù)的估計（），并不能一步到位，我們先估的6

60、25w/m·℃,接著又嘗試了600 w/m·℃，540 w/m·℃和520 w/m·℃,最后用=520 w/m·℃估算成功，算出的估算的為=,并且由于℃小于50℃，所以選擇固定管板式換熱器.選出的固定管板式實際傳熱面積為=換熱器的總傳熱系數(shù)℃,所以，符合<,<.</p><p>　　設(shè)計需要團(tuán)隊的合作，這對于我們這些應(yīng)試教育下的孩子的是一個很好的啟蒙，