買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 摘要 換熱器又被叫熱量交換器，是一種把熱流體的熱量傳遞給冷流體的設(shè)備，并且實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)過程中熱量的交換和傳遞不可缺少的設(shè)備，在工廠中具有重要的意義。換熱器可以是一種單獨(dú)的設(shè)備，例如加熱器、冷卻器和凝汽器等等；也可是工藝設(shè)備的組成部分，比如石化、煤炭工業(yè)中的余熱回收裝置等等。換熱器是兩種溫度不同的物料在一個(gè)設(shè)備內(nèi)相互交換熱量，最終達(dá)到將物料冷卻，或者將冷物料加熱為目的的設(shè)備。本換熱器是蒸汽冷凝器在成產(chǎn)中是非常常見的設(shè)備，該換熱器有耐高壓的優(yōu)點(diǎn)、價(jià)格低廉、清洗方便不宜結(jié)垢的優(yōu)點(diǎn)。 已知條件為：設(shè)計(jì)壓力為 管程 程 作溫度管程 20 ，殼程 ，設(shè)計(jì)溫度管程 180 ，殼程 105 ，水，殼程介質(zhì)為 水蒸氣。依據(jù)給定條件所得傳熱面積為 ?？紤]到介質(zhì)特性等因素，采用 25500 的 20#（材料）的無縫鋼管，本設(shè)計(jì)采用 608 根換熱管可滿足換熱量。設(shè)定拉桿數(shù)量為 6 根，計(jì)算得到筒體直徑為 000成了壓降計(jì)算、強(qiáng)度計(jì)算、開孔補(bǔ)強(qiáng)、管箱短節(jié)壁厚 計(jì)算等。在強(qiáng)度設(shè)計(jì)中，依據(jù) 行筒體、封頭強(qiáng)度設(shè)計(jì)及校核，依據(jù)流量進(jìn)行入口接管、出口接管等管口直徑的選擇，依據(jù)等面積補(bǔ)強(qiáng)法進(jìn)行開口補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。本設(shè)計(jì)選擇管板延長兼做法蘭，依據(jù) 的彈性支撐假設(shè)對(duì)管板進(jìn)行設(shè)計(jì)和校核，管板與換熱管的連接方式為焊接，拉桿與管板為螺紋連接結(jié)構(gòu)。同時(shí)，進(jìn)行了臥式容器鞍座校核。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 本設(shè)計(jì)充分的利用材料，適用比較多的場(chǎng)合。 608 根換熱管更加體現(xiàn)了換熱的效率。在同樣的換熱器中此換熱器十分的廉價(jià)、安全。所以該換熱器在工廠中占有重要位置。 關(guān)鍵字 : 固定管板 ; 換熱器 ; 不 同物料 ; 熱交換 ；補(bǔ)強(qiáng) 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 it is a of to in of in be a as a of as in so in a or of is is in of to is as is on of of of In to of of on of of do to 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 of to At of is 608 so At in is So an in 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1 目 錄 第一章?lián)Q熱器傳熱工藝計(jì)算 . 3 始數(shù)據(jù) . 3 性溫度及確定其物性參數(shù) . 3 熱量與水蒸氣流量計(jì)算 . 4 效平均溫差計(jì)算 . 5 程換熱系數(shù)計(jì)算 . 6 構(gòu)的初步設(shè)計(jì) . 7 程換熱系數(shù)計(jì)算 . 8 傳熱系數(shù)計(jì)算 . 9 壁溫度計(jì)算 . 10 程壓力降計(jì)算 . 11 程壓力降計(jì)算 . 12 第二章固定管板式換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 . 15 熱管材料及規(guī)格的選擇和根數(shù)的確定 . 15 管方式的選擇 . 16 體內(nèi) 徑的確定 . 16 體壁厚的確定 . 17 體水壓試驗(yàn) . 17 頭厚度的確定 . 18 箱短節(jié) 壁厚計(jì)算 . 18 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 2 箱水壓試驗(yàn) . 19 箱法蘭的選擇 . 20 板尺寸的確定及強(qiáng)度計(jì)算 . 20 否安裝膨脹節(jié)的判定 . 34 沖板尺寸的確定 . 34 流板尺寸的確定 . 34 管孔接管及其法蘭的選擇 . 35 孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算 . 40 座的選擇及應(yīng)力校核 . 43 座選擇 . 43 座的應(yīng)力校核 . 44 參考文獻(xiàn) . 49 致謝 . 50 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 3 第一章 換熱器傳熱工藝計(jì)算 始數(shù)據(jù) 管程水的進(jìn)口溫度 1t =20 管程水的出口溫度 1t =85 管程水的工 作壓力 1P =程水的流量 1G =245000kg/h 殼程水蒸氣的入口溫度 2t = 殼程水蒸氣的出口溫度 2t =80 殼程水蒸氣的工作壓力 2P =性溫度及確定其物性參數(shù) 管程水的定性溫度 5202111 （ 1 管程水密度查物性表得 21 / 管程水比熱查物性表得 )/( 管程水導(dǎo)熱系數(shù)查物性表得 1 =m ) 管程水黏度 1 =0s 管程水普朗特?cái)?shù)查物性表得 程水蒸氣定性溫度 殼程水蒸氣冷凝點(diǎn)： tt i 冷卻段： 22 42212 （ 1 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 4 冷凝段： 2 （ 1 殼程水蒸汽密度查物性表得： 冷卻段： 2 =m 冷凝段 : 2 =m 殼程水蒸汽比熱查物性表得： 冷卻段： 2 ) 冷凝段： 2 ) 殼程水蒸汽導(dǎo)熱系數(shù)查物性表得： 冷卻段： 2=m ) 冷凝段： 2 =m ) 殼程水蒸汽粘度： 冷卻段： 62 冷凝 段： 62 殼程水蒸汽普朗特?cái)?shù)查物性表得： 冷卻段： 冷凝段： 熱量與水蒸氣流量計(jì)算 取定換熱效率 =設(shè)計(jì)傳熱量 : 1 11 )1000/3600 =245000851000/3600 （ 1 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 5 =07w 由 )( 22220 出水蒸氣氣流量 r 為 2t 時(shí)的汽化潛熱 r=蒸氣流量： )( 22 02 G i ) 4(3102 5 6 3108 4 8 =s （ 1 冷卻段傳熱量： i ( 2222 （ 1 冷凝段傳熱量 : 6 3 3 2 2 8 6 22 （ 1 設(shè)冷凝段和冷卻段分界處的溫度為3 )( 13112 1123 6 100 00 9. 99576 20 301 0 0 2 285 （ 1 效平均溫差計(jì)算 逆流冷卻段平均溫差 : ) )()(321321 4 （ 1 逆流冷凝段平均溫差 : l n ()()(132132紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 6 9 （ 1 冷卻段： 參數(shù)： 參數(shù)： 8 5 4 312 tt i （ 1 換熱器按單殼程 2 管程設(shè)計(jì)則查圖 2-6(a)，得 : 溫差校正系數(shù) =效平均溫差： nm 冷凝段： 參數(shù)： 64 12 13 tt 1 參數(shù)： 4 13 2 tt i（ 1 換熱器按單殼程 2 管程設(shè)計(jì)則查圖 2-6(a)，得 : 溫差校正系數(shù) =有效平均溫差 : = = （ 1 初選冷卻段傳熱系數(shù) : )/(600 （ 1 程換熱系數(shù)計(jì)算 初選冷凝 段傳熱系數(shù) : )/(1100 0 則初選冷卻段傳熱面積為 : 85. 624490 94672095486. 350 （ 1 12912386016005639. （ 1 選用 25無縫鋼管做換熱管 則 : 管子外徑 5文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 7 0. 10. 000 1532 . 2324 0子長度 L=4500需要換熱管根數(shù) : 6 0 7 . 50 . 3 5 3 2 52 1 4 . 0 00 根 可取換熱管根數(shù)為 608 根 . 管程流通面積： 管程流速 : 0. 6913548520 2450000. 45000111 （ 1 管程雷諾數(shù) : 1e 2 6 0 0 8 . 5=3 8 . 2 41 2 8 1 . 4 1=）4 . 2 2 90 . 0 2 /0 . 6 99 8 5 . 7 （ 管程冷卻段的定性溫度 : 1311 （ 1 管程冷卻段傳熱系數(shù) : 4 7 8 11 . 1 5 0 . 7 47 3 9 8 . 3 6) 6 0 5)100( ) 6 0 5 id 管程冷凝段的定性溫度 : 1321 （ 1 管程冷凝段傳熱系數(shù) : 3 6 4 51 . 1 5 0 . 7 45 6 4 0 . 9 2 3 7 5) 0( 6 0 5)1 0 0( )0 1 6 0 5 id 構(gòu)的初步設(shè)計(jì) 查 管間距按 管間距 :s=m 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 8 管束中心排管數(shù)： 2 7 N 根，取 29 根 則殼體內(nèi)徑 : c 99 ( 01 圓整為 :長徑比 ; 折流板選擇弓形折流板 : 弓形折流板的弓高 : h=流板間距 : i 取折流板數(shù)量 : 塊塊取 程換熱系數(shù)計(jì)算 殼程流通面積 : 202 ( i 殼程流速 : 冷卻段 : 0 80 8 4 3 （ 1 冷凝段 : 8 . （ 1 殼程當(dāng)量直徑 : 0 . 0 5 . 7 50 . 5 7 6 2 dN （ 1 （ 1） （ 2） 1502 1 6 4 2 1 膜溫下液膜的粘度 : m 610 膜溫下液膜的密度 : m 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 9 膜溫下液膜的導(dǎo)熱系數(shù)： )/( 正三角形排列 4 9 . n 冷凝負(fù)荷 := 0 . 0 2 6 4 （ 1 殼程冷凝段雷諾數(shù) : 5 6 8 0 6 4 244 m（ 1 殼程冷凝段傳熱系數(shù) : 7 7 7 7. 1590 . 1 2 12 4 9 2 445356 4 1 41 . 2 8 8 7)561()e()(13162331312232 （ 1 （ 2） 952 冷卻段雷諾數(shù)： 1 3 1 0 8102 3 0 . 3 3 . 4R 6 （ 1 壁溫下水粘度 : 62 粘度修 正系數(shù)； 0 . 9 6 4) 8102 3 0 . 3()( w （ 1 殼程傳熱因子查圖 2 : 100冷卻段殼程換熱系數(shù) : 1 1 6 4 . 89 6 . 4*461 . 1 2 3 9 9 0 8 6*1 0 . 7 51 0 09 6 0 6 40 . 6 8 8j 31 e 傳熱系數(shù)計(jì)算 查 138 頁可知 水蒸汽的側(cè)污垢熱阻 : )/(52 管程水選用地下水，污垢熱阻為 : 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 10 )/(51 由于管壁比較薄，所以管壁的熱阻可以忽略不計(jì) 冷卻段總傳熱系數(shù) : 101221116 4 5 . 8710 . 0 0 0 1 6 1 9 10 . 0 0 0 4 4650 . 0 0 0 9 4 6 5 傳熱面積比為 : 1 6 2 0 5/ 0 kK j（合理） （ 1 冷凝段總傳熱系數(shù) : 1 1 3 7 . 980 . 0 0 0 2 1 2 3 60 . 0 0 0 4 4940 . 0 0 0 2 2 6 4 0122傳熱面積比為 : 1 . 0 31 1 0 0 3 7/ 0 KK j(合理 ) （ 1 壁溫度計(jì)算 設(shè)定冷凝段的長度 : L =卻段的 長度 : L 冷卻段管外壁熱流密度計(jì)算 : )4 5 8 4 8 . 7 w / (4 5 . 7 0 4 3 3 2 89 4 6 72 0 9 5 4 8 6 . 3 29 5 7 2 0 62 1 3 8 2 5 1 . 3 5)/(022 t （ 1 冷卻段管外壁溫度 : 7 9 . 1) 6 4/1(4 5 8 4 8 . 2)/1( 52222 w 誤差不大 冷凝段管外 壁熱流密度計(jì)算 : 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 11 )(164 194 . 6w /97. 479 667 216005639. 32. 042 4*0. 025*3. 14*608 0. 98*16332285)/( 022 t 冷凝段管外壁溫度 : 114) 7 7 . 111 6 4 1 94. 6 (150)/1( 5222 （ 1 誤差不大誤差校核 2 1 . 0 ww 程壓力降計(jì)算 管程水的流速 : 1 . 3 m / 0 59 8 5 . 73 6 0 0 2 4 5 0 0 03 6 0 0 1111 （ 1 管程雷 諾準(zhǔn)數(shù) : 4 9 0 1 2)105 . 2 2 9/( 5 . 7/41111 （ 1 管程摩擦系數(shù) : 0 . 0 2 1 34 9 0 1 23 1 6 6 2 （ 1 壓降結(jié)垢校正系數(shù) : 4.1 沿程壓降 : 5 5 8 8 . 5 p 50 . 0 2 1 3222111 i （ 1 管程數(shù) : 2 管程回彎次數(shù) : 3n 回彎壓降 : 4 9 9 7 . 5 p 5222112 t （ 1 取管程出入口接管內(nèi)徑 : 501 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 12 管程 出入口速 : 1 . 4 1 m / 4 5 0 0 043600 4 212 11 1 局部壓降 : 1 4 6 9 . 8 p 2113 （ 1 管程總壓降 : 1 2 0 5 5 . 8 p 管程允許壓降 : 35000 即壓降符合要求。 程壓力降計(jì)算 殼程當(dāng)量直徑 : 0 . 0 5 2 （ 殼程流通面積 : 0. 07)1( 02 i （ 1 殼程流速 : 冷卻段 : 0 . 0 9 6 m / 0 79 4 3 . 2 （ 1 冷凝段 : 2 0 . 5 2 m / 0 74 . 1 2 （ 1 殼程雷諾數(shù) : 殼程冷卻段雷諾數(shù) : 1 4 7 8 0 0 3 3222 （ 1 殼程冷凝段雷諾數(shù) : 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 13 5 6 1101 8 8 . 30 . 0 2 6 4 244- （ 1 查表殼程摩擦系數(shù) : 冷卻段 : 冷凝段 : 殼程粘度修正系數(shù) : 冷卻段 : 0.1d 冷凝段 : 0.1d 管束周邊壓降 :冷卻段管束周邊壓降 : 5 1 1 p 0 3 2 1 )110( . 0 9 3)1(22222 冷凝段管束周邊壓降 : 1 7 6 6 4 5 0 3 2 1)110( . 5 (22222 導(dǎo)流板壓降 : 0 （無導(dǎo)流板） 查表取殼程壓降結(jié)垢系數(shù) : 冷卻段： d 冷凝段： d 取殼程進(jìn)口接管內(nèi)徑 : 502 殼程出口接管內(nèi)徑 : 002 殼程出口流速 : 0 . 8 m / 222 （ 1 殼程進(jìn)口流速 : 2 9 . 2 m / 1 2 222 （ 1 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 14 局部壓降 : 冷卻段： 4 5 2 . 8 p 32 )222 （ 1 冷凝段： 2 6 3 5 . 9 p 222 （ 1 殼程總壓降 : 冷卻段殼程總壓降 : 1 0 7 1 . 1 1 p （ 1 冷凝段殼程總壓降 : 2 0 4 7 4 4 . 7 p 3 5 . 2 0 8 00 （ 1 殼程允許壓降 : 50000 即 壓 降 符 合 要 求 即壓降符合要買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 15 第二章 固定管板式換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 熱管材料及規(guī)格的選擇和根數(shù)的確定 序號(hào) 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 數(shù)據(jù)來源 及計(jì)算公式 數(shù)值 （ 1） 換熱管規(guī)格 020 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 16 （ 2） 傳熱面積 A 0000 3） 換熱管數(shù) 608 （ 4） 拉桿直徑 dn 殼 式換熱器表 43 16 （ 5） 拉桿數(shù)量 根 殼 式換熱器表 44 6 管方式的選擇 序號(hào) 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 數(shù)據(jù)來源和數(shù)據(jù)計(jì) 算 數(shù)值 （ 1） 正三角形 11 （ 2） 換熱管中心距 S 12 32 （ 3） 隔板槽兩側(cè)相鄰 管中心距 Sn 12 44 體內(nèi)徑的確定 序號(hào) 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 數(shù)據(jù)來源和計(jì)算公 式 數(shù)值 （ 1） 換熱管中心 距 S 12 32 （ 2） 換熱管根數(shù) 608 （ 3） 管束中心排 管根數(shù) N 29 （ 4） 換熱管外徑 d0 25 （ 5） 到殼體內(nèi)壁 最短距離 b3 3 8 （ 6） 筒體內(nèi)徑 Di 4)1( 996 （ 7） 實(shí)取筒體公 Di B/000 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 17 稱直徑 （ 8） 布管限定圓 直徑 Dl 21 i 980 體壁厚的確定 序號(hào) 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 數(shù)據(jù)來源和計(jì)算公 式 數(shù)值 （ 1） 計(jì)算壓力 2） 筒體內(nèi)徑 見三 000 （ 3） 筒體材料 20R （ 4） 設(shè)計(jì)溫度下 筒體材料的 許用應(yīng)力 t 4板許用應(yīng) 力 123 （ 5） 焊接接頭系 數(shù) 6） 筒體計(jì)算厚 度 2 7） 腐蝕裕量 2C 2 （ 8） 負(fù)偏差 1C 0 （ 9） 設(shè)計(jì)厚度 d 2 10） 名義厚度 n 目 8 8 （ 11） 有效厚度 e 21 6 （ 12） 設(shè)計(jì)厚度下 圓筒應(yīng)力 t p 2 )( 13） 校核 合格 （ 14） 設(shè)計(jì)溫度下 圓筒的最大 許用工作壓 力 )(2P 體水壓試驗(yàn) 序號(hào) 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 根據(jù)來源及計(jì)算公式 數(shù)值 （ 1） 實(shí)驗(yàn)壓 力 P 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 18 （ 2） 圓筒薄 膜應(yīng)力 P 2 )( 3） 校核 = 合格 頭厚度的確定 序號(hào) 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 數(shù)據(jù)來源和計(jì)算公 式 數(shù)值 （ 1） 封頭內(nèi)徑 1000 （ 2） 計(jì)算壓力 3） 焊接接頭系 數(shù) 4） 封頭材料 （ 5） 設(shè)計(jì)溫度下許 用壓力 t 目 470 （ 6） 標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭 計(jì)算厚度 2 7） 腐蝕裕量 2C 1 （ 8） 負(fù)偏差 1C 0 （ 9） 設(shè)計(jì)厚度 d 2 10） 名義厚度 n 目 0 （ 11） 實(shí)取名義厚 度 n 10 （ 12） 有效厚度 e 21 9 （ 13） 曲面 高度 1h 4737表 1 （ 14） 直邊高度 2h 4737表 1 （ 15） 內(nèi)表面積 A 2m 4737表 1 (16) 容積 V 3m 4737表 1 (17) 質(zhì)量 m 4737表 1 箱短節(jié)壁厚計(jì)算 序號(hào) 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 數(shù)據(jù)來源和計(jì)算公 數(shù)值 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 19 式 （ 1） 計(jì)算壓力 2） 管箱內(nèi)徑 1000 （ 3） 管箱材料 （ 4） 設(shè)計(jì)溫度下許 用應(yīng)力 t 70 （ 5） 焊接接頭系 數(shù) 6） 管箱計(jì)算厚 度 7） 腐蝕裕量 2C 1 （ 8） 負(fù)偏差 1C 0 （ 9） 設(shè)計(jì)厚度 d 2 10） 名義厚度 n 目 0 （ 11） 實(shí)取名義厚 度 n 10 （ 12） 有效厚度 e 21 9 （ 13） 設(shè)計(jì)厚度下圓 筒應(yīng)力 t p 2 )( 14） 校核 = 合格 （ 15） 設(shè)計(jì)溫度下圓 筒的最大許用 工作壓力 )(2P 箱水壓試驗(yàn) 序號(hào) 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 根據(jù)來源及計(jì)算公式 數(shù)值 （ 1） 實(shí)驗(yàn)壓力 2） 圓筒薄膜應(yīng) 力 P 2 )( 3） 校核 = 合格 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 20 箱法蘭的選擇 序號(hào) 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 數(shù)據(jù)來源和計(jì)算公 式 數(shù)值 （ 1） 法蘭類型 長頸對(duì)焊法蘭 4703N=2. 5 2） 法蘭外徑 0D 4703195 （ 3） 螺 栓中心圓 直徑 4703140 （ 4） 法蘭公稱直 徑 4703000 （ 5