化工原理課程設(shè)計--標準系列管殼式立式冷凝器的設(shè)計

1、<p><b>　　化工原理課程設(shè)計</b></p><p>　　標準系列管殼式立式冷凝器的設(shè)計</p><p>　　姓名：茍 </p><p><b>　　學(xué)號：</b></p><p>　　專業(yè)： </p><p>

2、;<b>　　班級：</b></p><p>　　設(shè)計時間：2012年7月9日至2012年7月20日</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　一、設(shè)計題目</b></p><p><b>　　二、設(shè)計條件</b></p&

3、gt;<p><b>　　三、設(shè)計內(nèi)容</b></p><p><b>　　3.1概述</b></p><p><b>　　3.2 換熱</b></p><p>　　3.3 換熱設(shè)備設(shè)計步驟</p><p><b>　　四、設(shè)計說明</b>&

4、lt;/p><p>　　4.1選擇換熱器的類型</p><p>　　4.2流動空間的確定</p><p>　　五、傳熱過程工藝計算</p><p>　　5.1計算液體的定性溫度，確定流體的物性數(shù)據(jù)</p><p>　　5.1.1正戊烷流體在定性溫度（51.7℃）下的物性數(shù)據(jù)</p><p>　　5.

5、1.2水的定性溫度</p><p><b>　　5.2估算傳熱面積</b></p><p>　　5.2.1換熱器熱負荷計算</p><p>　　5.2.2平均傳熱溫差</p><p>　　5.2.3估算傳熱面積</p><p>　　5.2.4初選換熱器規(guī)格</p><p>

6、　　5.2.5立式固定管板式換熱器的規(guī)格</p><p>　　5.2.6計算面積裕度H及該換熱器所要求的總傳熱系數(shù)K0</p><p><b>　　5.2.7折流板</b></p><p>　　5.2.8換熱器核算</p><p>　　5.3核算冷凝液流型</p><p><b>　　5

7、.4計算接口直徑</b></p><p>　　5.4.1計算殼程接口直徑</p><p>　　5.5計算管程接口直徑</p><p><b>　　5.6計算壓強降</b></p><p>　　5.6.1計算管程壓降</p><p>　　5.6.2計算殼程壓降</p>&l

8、t;p><b>　　六、其他數(shù)據(jù)</b></p><p><b>　　七、計算結(jié)果</b></p><p>　　八、化工課程設(shè)計心得</p><p><b>　　九、參考文獻</b></p><p><b>　　設(shè)計題目</b></p>

9、<p>　　標準系列管殼式立式冷凝器的設(shè)計</p><p><b>　　二．設(shè)計條件</b></p><p>　　生產(chǎn)能力：正戊烷23760t/a，冷凝水流量70000Kg/h</p><p><b>　　操作壓力：常壓</b></p><p>　　正戊烷的冷凝溫度51.7℃，冷凝水入口

10、溫度32℃</p><p>　　每年按330天計，每天24小時連續(xù)生產(chǎn)</p><p>　　要求冷凝器允許壓降100000Pa</p><p><b>　　三、設(shè)計內(nèi)容</b></p><p><b>　　3.1概述</b></p><p>　　換熱器在石油、化工生產(chǎn)中應(yīng)用非

11、常廣泛。在煉油廠中，原油常減壓蒸餾裝置中換熱器的投資占總投資的20%；在化工廠中，換熱器約占總投資的11%以上。由于在工業(yè)生產(chǎn)中所用換熱器的目的和要求不同，所以換熱器的種類也多種多樣。列管式換熱器在石油化工生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛，而且技術(shù)上比較成熟。</p><p>　　在不同溫度的流體間傳遞熱能的裝置稱為熱交換器，簡稱為換熱器。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，

12、吸收熱量。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。 換熱器按用途不同可分為加熱

13、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><b>　　傳熱器的結(jié)構(gòu)分類 </b></p><p><b>　　管殼式換熱器</b>&

14、lt;/p><p>　　管殼式換熱器又稱列管式換熱器，是一種通用的標準換熱設(shè)備，它具有結(jié)構(gòu)簡單，堅固耐用，造價低廉，用材廣泛，清洗方便，適應(yīng)性強等優(yōu)點，應(yīng)用最為廣泛。</p><p>　　本設(shè)計以列管式換熱器為例，闡述對換熱設(shè)備進行工藝計算及結(jié)構(gòu)設(shè)計的步驟。列管式換熱器的種類很多，目前應(yīng)用廣泛的，按照有無熱補償或補償方式的不同，主要分為四種：</p><p>　　(1)

15、固定管板式換熱器</p><p>　　這類換熱器如圖1-1,特點是制作簡單、便宜。最大的缺點是管外側(cè)清洗困難。因而多用于殼側(cè)流體清潔，不易結(jié)垢或污垢容易化學(xué)處理的場合。當(dāng)管壁與殼壁溫度相差較大時，由于兩者熱膨脹不同，產(chǎn)生很大的溫差應(yīng)力，以至于管子的管子扭彎或使管子從管板上松落，甚至毀壞整個換熱器，因此，一般管壁與殼壁溫度相差50℃以上時，換熱器應(yīng)有溫度差補償裝置。一般這種裝置只能用在殼壁與管壁溫差低于60℃~70

16、℃和殼程流體壓強不高的情況。殼程壓強超過6×105Pa時，由于補償圏過厚，難以伸縮，失去溫差補償作用，就應(yīng)考慮其他結(jié)構(gòu)。</p><p>　　(2)U形管換熱器 </p><p>　　這類換熱器如圖1-2僅有一個管板，并用隔板將封頭隔成兩空，中部呈U形，可以自由伸縮，故殼體與管子間溫差很大時，也可以使用。缺點是管內(nèi)的清洗較困難，管板上排列管子少。</p><p

17、>　　(3)浮頭式換熱器 </p><p>　　這種換熱器如圖1-3,其兩端的管板有一端可以沿管長方向在殼體內(nèi)自由伸縮，管束的膨脹不受殼體的約束，從而當(dāng)溫差較大時解決了熱補償問題，整個管束也可以由殼體中拆卸下對檢修和管內(nèi)管外的清洗方便。其缺點是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，金屬消耗量多，造價也因而較高。</p><p>　　(4)填料函式換熱器</p><p>　　填料函式換熱

18、器的結(jié)構(gòu)如圖1-4所示。其特點是管板只有一端與殼體固定連接，另一端采用填料函密封。管束可以自由伸縮，不會產(chǎn)生因殼壁與管壁溫差而引起的溫差應(yīng)力。填料函式換熱器的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)較浮頭式換熱器簡單，制造方便，耗材少，造價也比浮頭式的低；管束可以從殼體內(nèi)抽出，管內(nèi)管間均能進行清洗，維修方便。其缺點是填料函乃嚴不高，殼程介質(zhì)可能通過填料函外樓，對于易燃、易爆、有度和貴重的介質(zhì)不適用。</p><p>　　而其中固定管板式換熱器

19、由于結(jié)構(gòu)簡單，造價低，因此應(yīng)用最普遍.選擇列管換熱器的根據(jù)：傳熱面積、溫差大小、結(jié)垢后清洗情況、加工是否方便等情況綜合考慮。</p><p>　　管板式換熱器的優(yōu)點(1) 換熱效率高,熱損失小在最好的工況條件下, 換熱系數(shù)可以達到6000W/ m2K, 在一般的工況條件下, 換熱系數(shù)也可以在3000～4000 W/ m2K左右,是管殼式換熱器

20、的3～5倍。設(shè)備本身不存在旁路,所有通過設(shè)備的流體都能在板片波紋的作用下形成湍流,進行充分的換熱。完成同一項換熱過程, 板式換熱器的換熱面積僅為管殼式的1/ 3～1/ 4。(2) 占地面積小重量輕除設(shè)備本身體積外, 不需要預(yù)留額外的檢修和安裝空間。換熱所用板片的厚度僅為0. 6～0. 8mm。同樣的換熱效果, 板式換熱器比管殼式換熱器的占地面積和重量要少五

21、分之四。(3) 污垢系數(shù)低流體在板片間劇烈翻騰形成湍流, 優(yōu)秀的板片設(shè)計避免了死區(qū)的存在, 使得雜質(zhì)不易在通道中沉積堵塞,保證了良好的換熱效果。(4) 檢修、清洗方便換熱板片通過夾緊螺柱的夾緊力組裝在一起,當(dāng)檢修、清洗時, 僅需松開夾緊螺柱即可卸下板片進行沖刷清洗。(5) 產(chǎn)品適用面廣設(shè)備最高耐溫可達180℃,耐壓2.0MPa,特別適應(yīng)各種工藝過程中的加熱、冷卻、熱回收、

22、冷凝以及單元設(shè)備食品消毒等方面, 在低品位熱能回收方面, 具</p><p><b>　　2.蛇管式換熱器</b></p><p>　　蛇管式換熱器是管式換熱器中結(jié)構(gòu)最簡單，操作最方便的一種換熱設(shè)備，通常按照換熱方式不同，將蛇管式換熱器分為沉浸式和噴淋式兩類。</p><p><b>　　3.套管式換熱器</

23、b></p><p>　　套管式換熱器是由兩種不同直徑的直管套在一起組成同心套管，其內(nèi)管用U型時管順次連接，外管與外管互相連接而成，其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，能耐高壓，傳熱面積可根據(jù)需要增減，適當(dāng)?shù)剡x擇管內(nèi)、外徑，可使流體的流速增大，兩種流體呈逆流流動，有利于傳熱。此換熱器適用于高溫，高壓及小流量流體間的換熱。</p><p>　　4.列管式換熱器的結(jié)構(gòu) （1）換熱管布置和排列間距

24、 常用換熱管規(guī)格有ф19×2 mm、ф25×2 mm(1Crl8Ni9Ti)、ф25×2.5 mm(碳鋼10)。小直徑的管子可以承受更大的壓力，而且管壁較?。煌瑫r，對于相同的殼徑，可排列較多的管子，因此單位體積的傳熱面積更大，單位傳熱面積的金屬耗量更少。換熱管管板上的排列方式有正方形直列、正方形錯列、三角形直列、三角形錯列和同心圓排列。  （A） （B）（C）</p>

25、;<p>　?。―） （E）</p><p>　　圖 1-4 換熱管在管板上的排列方式(A) 正方形直列     （B）正方形錯列    (C) 三角形直列     </p><p>　?。―）三角形錯列  （E）同心圓排列 &l

26、t;/p><p>　　正三角形排列結(jié)構(gòu)緊湊；正方形排列便于機械清洗；同心圓排列用于小殼徑換熱器，外圓管布管均勻，結(jié)構(gòu)更為緊湊。我國換熱器系列中，固定管板式多采用正三角形排列；浮頭式則以正方形錯列排列居多，也有正三角形排列。 （2）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來。管板與管子的連接可脹接或焊接。脹接法是利用脹管器將管子擴脹，產(chǎn)生顯著的塑性變形，靠管子與管板間的擠壓力達到密

27、封緊固的目的。脹接法一般用在管子為碳素鋼，管板為碳素鋼或低合金鋼，設(shè)計壓力不超過4 MPa，設(shè)計溫度不超過350℃的場合。 </p><p>　?。?）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。</p><p>　?、俜忸^ 當(dāng)殼體直徑較小時常采用封頭。接管和封頭可用法蘭或螺紋連接，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 換熱

28、器管內(nèi)流體進出口的空間稱為管箱,殼徑較大的換熱器大多采用管箱結(jié)構(gòu)。由于清洗、檢修管子時需拆下管箱，因此管箱結(jié)構(gòu)應(yīng)便于裝拆。</p><p>　?、鄯殖谈舭?當(dāng)需要的換熱面很大時，可采用多管程換熱器。對于多管程換熱器，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，增強傳熱。管程多者可達16程，常用的有2、4、6程。在布置時應(yīng)盡量使管程流體與殼程流體成逆流布置，以增強傳熱

29、，同時應(yīng)嚴防分程隔板的泄漏，以防止流體的短路。</p><p>　　3.2 換熱器的分類</p><p>　　1）混合式換熱器：冷、熱流體直接接觸和混合進行換熱。這類換熱器結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，常做成塔狀。</p><p>　　2）熱式換熱器：冷、熱流體交替通過格子磚或填料等蓄熱體以實現(xiàn)換熱，這類換熱器由于少量流體相互摻和，易造成流體間的“污染”。</p>

30、<p>　　3）壁式換熱器：冷、熱流體通過將它們隔開的固體壁面進行傳熱，這是工業(yè)上應(yīng)用最為廣泛的一類換熱器。</p><p>　　3.3 換熱設(shè)備設(shè)計步驟</p><p>　　1）據(jù)任務(wù)的要求，確定設(shè)計方案；</p><p><b>　　2）行工藝計算；</b></p><p>　　3）擇適宜的結(jié)構(gòu)方案，進

31、行結(jié)構(gòu)設(shè)計；</p><p>　　4）行流體阻力核算；</p><p>　　5）制流程圖及設(shè)備圖紙，寫說明書。</p><p><b>　　四、設(shè)計說明</b></p><p>　　4.1選擇換熱器的類型</p><p>　　兩流體溫度變化情況：熱流體正戊烷溫度51.7℃：冷流體井水入口溫度32℃

32、，出口溫度 經(jīng)計算為35.57℃，估計該換熱器的管壁溫和殼體壁溫相差不大。因此初步確定選用固定管殼式換熱器。</p><p>　　4.2流動空間的確定</p><p>　　熱流體正戊烷需提高流速以增大傳熱膜面積，而井水粘度較大，走殼程易增大其湍動，則井水走管程，正戊烷走殼程。</p><p>　　五、傳熱過程工藝計算</p><p>　　5.

33、1計算液體的定性溫度，確定流體的物性數(shù)據(jù)</p><p>　　5.1.1正戊烷流體在定性溫度（）下的物性數(shù)據(jù)</p><p>　　密度： </p><p><b>　　定壓比熱容： </b></p><p><b>　　黏度： = </b></p><p>&

34、lt;b>　　導(dǎo)熱系數(shù)： =</b></p><p>　　5.1.2井水的定性溫度</p><p>　　入口溫度為，出口溫度為</p><p><b>　　式中</b></p><p><b>　　井水的定性溫度為</b></p><p>　　兩流體的溫差，

35、故選固定管板式換熱器</p><p>　　兩流體在定性溫度下的物性數(shù)據(jù)如下</p><p><b>　　5.2估算傳熱面積</b></p><p>　　5.2.1換熱器熱負荷計算</p><p><b>　　熱負荷： </b></p><p>　　5.2.2平均傳熱溫差&l

36、t;/p><p><b>　　逆流溫差</b></p><p>　　5.2.3估算傳熱面積</p><p>　　根據(jù)管程走井水，殼程走正戊烷，總傳熱系數(shù)，現(xiàn)暫取</p><p>　　則： ； 故：</p><p>　　5.2.4初選換熱器規(guī)格</p><p>　　立式固定

37、管板式換熱器的規(guī)格如下</p><p>　　公稱直徑D…………………………500mm</p><p>　　公稱換熱面積S……………………37.3m2</p><p>　　管程數(shù)Np…………………………..2</p><p>　　管數(shù)n………………………………..164</p><p>　　管中心距：………… 32mm&

38、lt;/p><p>　　管長L………………………………..3.0m</p><p>　　管子直徑……………………………..</p><p>　　管子排列方式………………………..正三角形</p><p>　　換熱器的實際換熱面積</p><p>　　該換熱器所要求的總傳熱系數(shù)</p><p><

39、;b>　　面積裕度：</b></p><p><b>　　，故符合要求。</b></p><p><b>　　5.2.7折流板</b></p><p>　　在對流傳熱的換熱器中，為了加強殼程內(nèi)流體的流速和湍流程度，以提高傳熱效率，在殼程內(nèi)裝置折流板，折流板還起支撐換熱器作用。此次設(shè)計采用比較常見的弓形折流

40、板。在這種折流板中，流體經(jīng)圓缺部分后垂直流過管束，流動中死區(qū)較少，較為優(yōu)越，結(jié)構(gòu)也較為簡單。采用上下方向排列，這樣可造成液體的劇烈擾動，增大傳熱摸系數(shù)。</p><p>　　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：；</p><p><b>　　取折流板間距：；</b></p><p>　　折流板數(shù)： (塊)

41、；折流板圓缺面水平裝配</p><p>　　5.2.8換熱器核算</p><p>　?、俪虃鳠崮は禂?shù)核算：</p><p><b>　　（湍流）</b></p><p><b>　　故</b></p><p>　?、诔虃鳠崮は禂?shù)核算：</p><p>

42、　　因為立式管殼式換熱器，殼程為正戊烷飽和蒸汽冷凝為飽和液體后離開換熱器，故可按蒸汽在垂直管外冷凝的計算公式計算：；現(xiàn)假設(shè)管外壁溫，則冷凝液膜的平均溫度為：，這與其飽和溫度很接近，故在平均膜溫45.85℃下的物性可沿用飽和溫度51.7℃下的數(shù)據(jù)，在層流下：</p><p><b>　?、鄱ㄎ酃笩嶙?lt;/b></p><p><b>　?、軅鳠嵯禂?shù)</b&

43、gt;</p><p>　　所選換熱器的安全系數(shù)為： </p><p>　　5.3核算冷凝液流型</p><p><b>　　冷凝負荷</b></p><p><b>　?。ǚ蠈恿骷僭O(shè)）</b></p><p><b>　　5.4計算接口直徑</b>&

44、lt;/p><p>　　5.4.1計算殼程接口直徑</p><p>　?、偌僭O(shè)正戊烷進口速度為：</p><p><b>　　殼程流通面積：</b></p><p><b>　　殼體進口內(nèi)徑：</b></p><p>　　故殼程的進口接管內(nèi)徑：</p><p&

45、gt;　　②假設(shè)正戊烷出口速度為</p><p><b>　　殼體出口內(nèi)徑：m</b></p><p>　　故殼程的出口接管內(nèi)徑：</p><p>　　5.5計算管程接口直徑</p><p>　?、偌僭O(shè)管程流體流速為</p><p><b>　　管程內(nèi)徑：</b></p

46、><p><b>　　故管程的接管內(nèi)徑：</b></p><p><b>　　5.6計算壓強降</b></p><p>　　（Ft結(jié)垢校正系數(shù)，Np管程數(shù)，Ns殼程數(shù)）；</p><p>　　取碳鋼的管壁粗糙度為：，則，而；</p><p><b>　　則： </

47、b></p><p><b>　　對的管子有</b></p><p>　　5.6.2計算殼程壓降</p><p>　　由于殼程為恒溫恒壓蒸汽冷凝，故可忽略此壓降。</p><p>　　因設(shè)計要求冷凝器允許壓降不大于500000Pa，由計算結(jié)果可知，所選換熱器是合適的。</p><p><

48、;b>　　六．其他</b></p><p>　　6.1.管子在管板上的固定方式</p><p>　　采用焊接法在管板上固定管子，其優(yōu)點是：焊接連接能保持連接的緊密性；管板孔加工要求低，可節(jié)省孔的加工工時；焊接工藝比脹接工藝簡單；在壓力不太高可使用較薄的管板。由《換熱器設(shè)計手冊》[5]P172，表1-6-20，管子伸出長度約為3+2=5mm，管子與管孔間保留2mm的距離，防

49、止管子受熱膨脹，使管板受壓變形。</p><p>　　6.2.分程隔板的連接</p><p>　　查閱《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計》【3】P127，表4-1，可知</p><p>　　當(dāng)設(shè)計換熱器的公稱直徑Di=2200mm時，隔板最小厚度bmin=8mm，取b=10mm。</p><p>　　6.3.管板與殼體的連接</p>

50、<p>　　管板兼做法蘭，固定板與殼體采用不可拆焊接式，管板與封頭采用法蘭連接。</p><p><b>　　6.4.拉桿</b></p><p>　　本換熱器殼體內(nèi)徑為400mm，查閱《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計》P135，表4-7，表4-8，得：</p><p>　　拉桿直徑：d=12mm； 拉桿螺紋公稱直徑：dn=16mm；&l

51、t;/p><p>　　前螺紋長：La=20mm；后螺紋長Lb=60mm；</p><p><b>　　拉桿數(shù)：6</b></p><p><b>　　6.5接管與管法蘭</b></p><p>　　根據(jù)[1]P204 接管公式，同時也考慮到接管內(nèi)的流體流速為相應(yīng)管、殼程流速的1.2~1.4倍，得<

52、/p><p>　?。?）殼程流體進出口接管：取接管內(nèi)的水流速ui=1.8m/s，則</p><p>　　=（4x0.0138/3.14/1.8）1/2=98.8mm</p><p>　　取標準管徑為125mm，查《材料與零部件（上）》[6]P123無縫鋼管（YB231-70）表1-1-86，</p><p>　　外徑=108mm，管厚=4mm；P

53、655表2-8-1，伸出高度=150mm</p><p>　　進水口采用凸法蘭，出水口采用凹法蘭，查閱《材料與零部件（上）》P384，表2-2-23，取</p><p>　　法蘭直徑＝205 mm</p><p><b>　　厚度b=18mm</b></p><p>　　螺栓孔間距D1＝170mm</p>

54、<p><b>　　孔直徑＝18mm</b></p><p>　　法蘭重量：凹法蘭＝6.04kg</p><p>　　凸法蘭=6.9kg，</p><p><b>　　螺栓規(guī)格：M16</b></p><p><b>　　螺栓數(shù)量：4。</b></p>

55、<p>　?。?）管程流體進出口接管：取接管內(nèi)空氣的流速為 uo= 15 m/s，則</p><p>　　=（4x0.2/3.14/15）=130.33mm</p><p>　　取標準管徑為125mm，查《材料與零部件》P123無縫鋼管（YB231-70）表1-1-86，</p><p>　　外徑=159mm，管厚=4.5mm；P655表2-8-1，伸出高

56、度=150mm</p><p>　　進氣口采用凹法蘭，出氣口采用凸法蘭，查閱《材料與零部件(上)》P384，表2-2-23，取</p><p>　　法蘭直徑＝280 mm</p><p><b>　　厚度b=28mm</b></p><p>　　螺栓孔間距D1＝240mm</p><p><

57、b>　　孔直徑＝23mm</b></p><p>　　法蘭重量：凹法蘭＝7.34kg</p><p>　　凸法蘭=8.5kg，</p><p><b>　　螺栓規(guī)格：M16</b></p><p><b>　　螺栓數(shù)量為8。</b></p><p><

58、b>　　6.6封頭設(shè)計</b></p><p><b>　?。?）封頭</b></p><p>　　本換熱器采用橢圓型封頭（JB1154-73）兩個，材料使用高合金鋼，以內(nèi)徑為公稱直徑，D=500mm。查閱《傳熱傳質(zhì)過程設(shè)備設(shè)計》P307，總附表3，得：</p><p>　　曲面高度h1=125</p><

59、p><b>　　直邊高度h2=25</b></p><p>　　內(nèi)表面積A=0.309m2</p><p><b>　　（2）管箱</b></p><p>　　管箱長度L=360，</p><p><b>　　管箱外徑=500</b></p><p&g

60、t;<b>　　壁厚=10mm</b></p><p>　　管箱質(zhì)量：m=3.14x0.5x0.3x0.008x7850=29.58Kg</p><p>　　管的總長=3682mm</p><p><b>　　（3）法蘭</b></p><p>　　查閱《材料與零部件（上）》P386，表2-2-22

61、，采用凹法蘭，在公稱壓力為1.0-1.6Mpa范圍內(nèi)，選取的法蘭參數(shù)D=640mm，公稱直徑=500，孔間距D1=600?？字睆絛2=23mm，厚度b=42mm，所用螺栓規(guī)格M20，螺栓數(shù)目24。</p><p>　　一個法蘭焊接在管箱，再與前管板連接；另一個法蘭焊接在封頭，與后管板連接。</p><p><b>　　6.7支座設(shè)計</b></p>&l

62、t;p>　　查閱《材料與零部件（上）》P627-628，表2-7-1鞍式支座尺寸，得</p><p>　　當(dāng)公稱直徑=500mm時，L=460，B=120，b=90，m=200，質(zhì)量=14.84Kg</p><p>　　換熱器總長=3682mm</p><p>　?。?）管子的排列方式</p><p>　　管子的排列方式常用的有正三角形

63、直列，正三角形錯列，正方形直列和正方形錯列。</p><p>　　圖1.正三角型錯列 </p><p>　　正三角形排列比較緊湊，在一定的殼徑內(nèi)可排列較多的管子，且傳熱效果較好，但管外清洗較為困難。正方形排列時，管外清洗方便，使用于殼程中的流體易結(jié)垢的情況，其傳熱效果較三角形的差些。以上四種排列方式中，最常見的是正三角形排列，，用于殼體流體清潔、不易結(jié)垢或者殼側(cè)污垢可以用化學(xué)處理除掉的場合

64、。</p><p>　　本設(shè)計采用正三角形排列。</p><p>　　采用脹接法固定時，管心距過小會造成脹接時由于在擠壓作用下發(fā)生形變，失去管子與管板之間的連接力。故采用焊接法</p><p><b>　　管板設(shè)計</b></p><p>　　管板的作用：固定作為傳熱面的管束，并作為換熱器兩端的間壁將管程流體分割開來。&

65、lt;/p><p>　　管板上的管孔數(shù)：即為課題中的傳熱管數(shù)。</p><p>　　管板上的孔間距不宜過大，避免布管疏松，不利于傳熱；也不宜過小，避免焊接時引起較大的局部應(yīng)力，影響焊接質(zhì)量，另外也不利于清洗殼程管束。</p><p>　　管板與殼體連接采用不可拆式，即直接焊在殼體上，稍微延伸，兼作法蘭，便于對脹接口進行檢查和維修以及清洗管子。</p>&l

66、t;p>　　管板直徑與厚度：管板的厚度與材料強度、介質(zhì)壓力、溫度以及管子和外殼的固定方式和受力因素有關(guān)。對于管子與管板脹接時，為保證脹接的可靠性，管板最小厚度（不包括厚度附加量）按表-4選取。</p><p>　　表-7 管板最小厚度</p><p>　　本設(shè)計選用T=0.75 d0+C=0.75×25+4=22.75mm,但由于管子與管板采用焊接式，故選取T=22mm。（

67、其中C為腐蝕欲度，一般1～4mm,取C=4mm）</p><p>　　（6）采用四管程，即Np=4,故管中間要留有隔板的位置。</p><p>　?。?）管子在管板上的固定方法必須保證管子和管板連接牢固，不會在連接處產(chǎn)生泄漏。本設(shè)計采用焊接法。</p><p><b>　　七、設(shè)計結(jié)果</b></p><p>　　換熱器

68、主要結(jié)構(gòu)尺寸和計算結(jié)果表</p><p>　　八、化工課程設(shè)計心得</p><p>　　經(jīng)過近一個月的努力工作，我的第一次課程設(shè)計終于畫上了完美的句號。雖然在工作期間遇到了許多的困難，但我從中收獲吸取的知識與這次的經(jīng)歷，將讓我受益終生。在這次的課程設(shè)計中，我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，才能真正獲得答案。每一次的假設(shè)取值，

69、每一次的結(jié)果核算，著實的磨練了我的耐心，教會了我如何尋求最佳值。在設(shè)計的過程中遇到問題，可以說是困難重重，畢竟這是第一次做，難免會遇到過各種各樣的問題。同時在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。這次課程還教會了查閱資料的能力，很多東西都要自己去翻資料書，自己去尋找答案。本次換熱器的課程設(shè)計，不僅增加了自己的邏輯推算能力，而且在繪制換熱器的圖形時，以往所學(xué)習(xí)的CAD相關(guān)知識又得到了復(fù)習(xí)鞏固，

70、并且增加了自己動手的能力，更從內(nèi)心深處產(chǎn)生了對化工原理課程設(shè)計的熱愛！終于在老師的辛勤指導(dǎo)下，我順利的完成了這次的課程設(shè)計。在此對給過我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位指導(dǎo)老師表示忠心的感謝！</p><p><b>　　九、參考文獻</b></p><p>　　[1]李德華.化學(xué)工程基礎(chǔ)（第二版）.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.7</p><p>　

71、　[2]王國勝.化工原理課程設(shè)計（第二版）.大連：大連理工大學(xué)出版社，2006.8 </p><p>　　[3]秦叔經(jīng)、葉文邦.化工設(shè)備設(shè)計全書. 換熱器.化學(xué)工業(yè)出版社.2003.</p><p>　　[4]《化工原理》天津大學(xué)化工原理教研室編 天津：天津大學(xué)出版社. （1999）</p><p>　　[5]《換熱器》秦叔經(jīng)、葉文邦等 ，化學(xué)工業(yè)出版社（200