沈 陽(yáng) 化 工 大 學(xué) 科 亞 學(xué) 院 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 題 目：流量為 280t/h U 形管式冷卻器 專 業(yè)： 過(guò)程裝備與控制工程 班 級(jí)： 過(guò)控 1201 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)老師： 全套圖紙，加全套圖紙，加 153893706 論文提交日期： 2016 年 5 月 30 日 論文答辯日期： 2016 年 6 月 6 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū) 專業(yè)：過(guò)程裝備與控制工程 過(guò)控 1201 班 學(xué)生： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：流量為 280t/h U 形管式冷卻器 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容：設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份； 繪制施工圖折合 A1#圖紙 5 張。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專題部分： U 型管式換熱器 起止時(shí)間：2016 年 3 月 2 日2016 年 5 月 23 日 指導(dǎo)教師： 簽字 2016 年 3 月 1 日 摘要摘要 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我認(rèn)真的認(rèn)識(shí)到了自己在本專業(yè)應(yīng)學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容 以及短板，換熱器的設(shè)計(jì)工作主要有換熱器綜述，換熱器的工藝計(jì)算以 及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算。其中換熱器工藝計(jì)算中需要根據(jù)初始數(shù)據(jù)計(jì)算其處理 量以及工藝參數(shù)，換熱器的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算主要集中在折流板，筒體以及 開(kāi)口上。 換熱器是化學(xué)工藝生產(chǎn)中重要的設(shè)備之一，它是一種冷熱流體間的 傳遞熱量的設(shè)備，他們的使用條件和要求差別很大，如容量，溫度，壓 力和工作介質(zhì)的性質(zhì)等，涉及的種類很多，因此換熱器的結(jié)構(gòu)形式也多 種多樣。U 形管換熱器僅有一個(gè)管板，管束可從殼體內(nèi)抽出，便于檢修 和清洗，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)便宜。U 形管換熱器主要結(jié)構(gòu)包括筒體， 封頭，換熱管，接管，折流板，防沖板，導(dǎo)流筒，防短路結(jié)構(gòu)，支座和 管殼層的其他設(shè)備等。 本次設(shè)計(jì)為二類壓力容器，設(shè)計(jì)溫度和設(shè)計(jì)壓力都較高，因此設(shè)計(jì) 要求就很高。換熱器采用雙管程，不銹鋼換熱管制造。設(shè)計(jì)中主要進(jìn)行 了換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，強(qiáng)度設(shè)計(jì)及零部件的選型和工藝設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞： U 形管換熱器； 結(jié)構(gòu)； 強(qiáng)度； 設(shè)計(jì)計(jì)算 Abstract Heat is one of the important chemical processes in production equipment, which is an apparatus for transferring heat between the hot and cold fluids, their conditions and requirements vary widely, such as the nature of capacity, temperature, pressure and working medium, etc. involving many different types, so the formal structure of the heat exchange are also diverse. U- tube heat exchange is only one tube sheet bundle can be withdrawn from the housing for easy maintenance and cleaning, simple cut structure, cheap cost. U- tube heat exchange comprises a main structure of the cylinder, head, heat transfer tubes, receivership, baffles, anti- red plate, draft tube, short- circuit proof structure, the shell bearings and other equipment tube and so on. The design for the second category pressure vessel, design temperature and design pressure are high, so the design requirements is high. Double tube heat exchange, heat transfer tubes of stainless steel manufacturing. Design mainly for the design, selection and process design and strength design of heat exchange components. KEYWOEDS:U- tube heat exchange; frame;intensity; design and calculation 目目 錄錄 第一章 換熱器綜述 . 1 引言 . 1 1.1 管式換熱器 1 1.1.1 U 型換熱器 2 1.1.2 填料式換熱器 2 1.1.3 套管式換熱器 . 3 1.1.4 管殼式換熱器 . 3 1.1.5 螺旋槽管換熱器 . 4 1.1.6 橫紋管換熱器 . 4 1.1.7 螺旋扁管換熱器 . 4 1.1.8 螺旋扭曲管換熱器 . 5 1.1.9 波紋管換熱器 . 5 1.2 板式換熱器 6 1.2.1.可拆式板式換熱器 6 1.2.2 焊接式板式換熱器 . 6 1.2.3 板殼式換熱器 . 6 1.2.4 螺旋板式換熱器 . 6 1.2.5 板翅式換熱器 . 7 1.3 國(guó)內(nèi)外開(kāi)發(fā)研究的發(fā)展方向 7 1.3.1 非金屬材料應(yīng)用 . 7 1.3.2 計(jì)算流體力學(xué)和模型化設(shè)計(jì)在換熱器中的應(yīng)用 . 7 1.3.3 加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)和理論研究 . 8 結(jié)語(yǔ) . 8 參考文獻(xiàn) . 8 第二章 換熱器傳熱工藝計(jì)算 . 9 2.1 起始數(shù)據(jù) 9 2.2 定性溫度及確定其物性參數(shù) 9 2.3 熱量守恒與油流量的計(jì)算 10 2.4 有效平均溫度的公式計(jì)算 10 2.5 管程換熱系數(shù)的計(jì)算 10 2.6 結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì) 11 2.7 殼程換熱系數(shù)計(jì)算 12 2.8 傳熱系數(shù)計(jì)算 13 2.9 管壁溫度計(jì)算 13 2.10 殼程壓力降計(jì)算 13 2.11 管程壓力降計(jì)算 14 第三章 換熱器強(qiáng)度計(jì)算 . 16 3.1 換熱管材料及規(guī)格選擇和根數(shù)的確定 16 3.2 管子的排列方式 16 3.3 筒體內(nèi)徑的確定 17 3.4 筒體厚壁的確定 17 3.5 液壓試驗(yàn) 18 3.6 殼程標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭厚度的計(jì)算 18 3.7 管程標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭厚度的計(jì)算 19 3.8 容器法蘭的選擇 20 3.8.1 接管法蘭的選擇 . 21 3.9 管板的設(shè)計(jì) 22 3.10 管相短節(jié)壁厚的計(jì)算 24 3.11 拉桿和定距管的確定 25 3.12 折流板的選擇 26 3.12.1 選型 . 26 3.12.2 折流板尺寸 . 26 3.12.3 換熱管無(wú)支撐跨距或折流板間距 . 26 3.12.4 折流板厚度 . 26 3.12.5 折流板直徑 . 26 3.12.6 折流板管孔直徑 . 26 3.13 防沖板尺寸的確定 27 3.14 接管及開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng) 27 3.14.1 管箱接管開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算 . 27 3.14.2 殼體接管開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算 . 29 3.15 分程隔板厚度選取 30 第四章 支座的設(shè)計(jì)及選擇 . 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 4.1 支座的選擇 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 參考文獻(xiàn) . 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 致謝 . 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 換熱器綜述 1 第一章第一章 換熱器綜述換熱器綜述 引言引言 在現(xiàn)代工業(yè)快速發(fā)展的今天，在以能源為中心的環(huán)境以級(jí)生態(tài)等問(wèn)題日益加劇。 世界各國(guó)都在在不斷尋找新能源的目標(biāo)，也更加密切地注重了節(jié)能新途徑的研發(fā)。加 強(qiáng)傳熱技術(shù)的應(yīng)用不僅能在節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境做出貢獻(xiàn)，而且能大大的節(jié)約投資的 基本成本。換熱器因?yàn)樵诨?，石油，在今天?dòng)力和原子能等工業(yè)部門的廣泛應(yīng)用的 同時(shí)，故換熱器的換熱強(qiáng)化傳熱技術(shù)從1987年以來(lái)備受到研究人員的模切重視，各種 換熱器研究成果正在不斷涌現(xiàn)。 隨著科學(xué)和生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展的今天，各種各樣的換熱器層出不窮，難以對(duì)其 進(jìn)行具體的、統(tǒng)一的劃分。即便是如此，換熱器仍然可以按它們的某些共同特征來(lái)加 以區(qū)分，具體如下：按照用途來(lái)分。預(yù)熱器（或加熱器）、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器 等。按照制造熱交換器的材料來(lái)分。金屬的、陶瓷的、塑料的、石墨的、玻璃的等。 1按照溫度狀況來(lái)分：溫度工況穩(wěn)定的熱交換器，熱的流大小以及在指定熱交換區(qū)域 內(nèi)的溫度不隨時(shí)間而變；溫度工況不穩(wěn)定的熱交換器，傳熱面上的熱流和溫度都隨時(shí) 間改變；按照熱流體與冷流體的流動(dòng)方向來(lái)分：順流式、逆流式、錯(cuò)流式、混流式； 按照傳送熱量的方法來(lái)分：間壁式、混合式、蓄熱式等三大種類類；其中間壁的式換 熱器的冷、熱流體被固體間壁隔開(kāi)，并通過(guò)間壁進(jìn)行熱量交換換熱器，因此又稱表面 式換熱器，這類換熱器應(yīng)用最廣；間壁式換熱器可根據(jù)傳熱的面的結(jié)構(gòu)不同可分為管 式和板面式。管式換熱器也可以以管子表面作為傳熱面，包括套管式換熱器和管殼式 換熱器等；板面式換熱器以板面作為傳熱面，包括板式換熱器、螺旋板換熱器、板翅 式換熱器、板殼式換熱器和傘板換熱器等1。 1.1 管式換熱器管式換熱器 管式換熱器主要分為套管式換熱器和管殼式換熱器，螺旋槽管換熱器，橫紋管換 熱器，螺旋扁管換熱器，螺旋扭曲管換熱器， 波紋管換熱器 2。如圖1： 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 換熱器綜述 2 圖1 固定管板式換熱器 1.1.1 U 型換熱器型換熱器 U 型管換熱器為管殼式換熱器的一種。換殼式換熱器大致分為固定管板式、釜式 浮頭式、U 型管式、滑動(dòng)管板式、填料函式及套管式等幾種。根據(jù)介質(zhì)的種類、壓力、 溫度、污垢和其他條件，管板與殼體的連接的各種結(jié)構(gòu)型式特點(diǎn)，傳熱管的形狀與傳 熱條件，造價(jià)，維修檢查方便等情況來(lái)選擇設(shè)計(jì)制造各種管殼式換熱器。U 型管式換 熱器與其他管殼式換熱器的區(qū)別主要是管子呈 U 型。如圖 2： 圖 2 U 型管換熱器 1.1.2 填料式換熱器填料式換熱器 對(duì)于一些腐蝕非常嚴(yán)重，溫差比較大而且經(jīng)常更換的冷卻器，采用填料函式換熱 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 換熱器綜述 3 器比采用 U 型管式換熱器或者浮頭式換熱器優(yōu)越的多。它是擁有浮頭式換熱器的優(yōu) 點(diǎn)，又克服固定式換熱器的缺點(diǎn)，結(jié)構(gòu)比浮頭式簡(jiǎn)單，制造方便，易于檢修清洗。如 圖 3： 圖 3 填料式換熱器 1.1.3 套管式換熱器套管式換熱器 套管式換熱器是將不同直徑的兩根管子套成的同心套管作為元件、然后把多個(gè) 元件加以連接而成的一種換熱器，工作時(shí)兩種流體以純順流或純逆流方式流動(dòng)。套管 式換熱器的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于高溫、高壓流體，特別是小容量流體的傳熱。 另外，只要做成內(nèi)管可以抽出的套管，就可清除污垢，所以它也使用于易生污垢的流 體2。他的主要缺點(diǎn)是流動(dòng)阻力大；金屬消耗量多；管間接頭較多，易發(fā)生泄露；并 且體積大，占地面積廣，所以多用于傳熱面積較小的換熱器。 1.1.4 管殼式換熱器管殼式換熱器 管殼式換熱器又可以稱為列管式換熱器， 以封閉殼體中得管束的壁面?zhèn)鳠嶙鳛閭?熱面的間壁式換熱器，結(jié)構(gòu)一般是由殼體，傳熱的管束、管板、折流板（擋板）和管 箱等部件組成的3。目前，國(guó)內(nèi)外工業(yè)化工生產(chǎn)中所用的換熱設(shè)備中應(yīng)用廣泛，管殼 式換熱器人樣占有主導(dǎo)地位，雖然它在換熱效率上、換熱器結(jié)構(gòu)緊湊性上和材料金屬 材料消耗等方面,不如其它新型的換熱起換熱設(shè)備，但它具有結(jié)構(gòu)堅(jiān)固的化熱器，操 作彈性大，適應(yīng)能力性強(qiáng)，可靠性高，選材范圍廣泛，處理流體能力大，能承受換熱 器高溫高壓等的特點(diǎn)，所以在工程中仍得到了廣泛英勇。以下邊是幾種常見(jiàn)的管殼式 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 換熱器綜述 4 強(qiáng)化換熱器。如下圖： 圖4 管殼式換熱器 1.1.5 螺旋槽管換熱器螺旋槽管換熱器 螺旋槽管是一種管壁上具有外凸和內(nèi)凹的異形管，流體流出管壁時(shí)在管壁附近 誘發(fā)螺旋流動(dòng)。層流層的減薄，與此同時(shí)壁表面起伏強(qiáng)化了流體湍流，加快了由壁面 到流體主體的熱量傳遞，這樣就強(qiáng)化了傳熱過(guò)程。 1.1.6 橫紋管換熱器橫紋管換熱器 1974 年前蘇聯(lián)首先提出橫紋管，它是一種用普通圓管作毛胚，在管外壁經(jīng)簡(jiǎn)單 滾軋出與軸線垂直的凹槽，同時(shí)在管內(nèi)形成一圈突起的環(huán)肋。流體流經(jīng)橫紋管環(huán)槽處 能頻頻發(fā)生邊界層分離而產(chǎn)生軸向旋渦，強(qiáng)化了流體湍流，旋渦不斷生成，保持了連 續(xù)而穩(wěn)定的強(qiáng)化作用3。橫紋管在我國(guó)研究較少，只有華南理工大學(xué)對(duì)此進(jìn)行了試驗(yàn) 研究，研究發(fā)現(xiàn)在相同流速下，橫紋管流阻比單頭螺旋槽管的小。 1.1.7 螺旋扁管換熱器螺旋扁管換熱器 螺旋扁管是瑞士公司Z最先提出的、美國(guó)Brown 公司經(jīng)過(guò)一系列改進(jìn)一種換熱 管。這種傳熱管是用壓扁和扭轉(zhuǎn)兩個(gè)管子的過(guò)程制做而成，管子截面和形狀都因此發(fā) 生了明顯的變化，因而液體也隨之不斷的改變方向和速度，使湍流能力加強(qiáng)，邊界層 減薄，傳熱能力極大增強(qiáng)3。我國(guó)梁龍虎經(jīng)實(shí)驗(yàn)研究得出，螺旋扁管管內(nèi)膜傳熱系數(shù) 會(huì)通常比普通圓管大幅度提高，可在低雷諾數(shù)時(shí)最為明顯，達(dá)23 倍；隨著雷諾數(shù) 的連續(xù)大，通常也可提高傳熱系數(shù)50以上。 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 換熱器綜述 5 1.1.8 螺旋扭曲管換熱器螺旋扭曲管換熱器 螺旋扭曲管換熱器正是適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要,在傳統(tǒng)管殼式換熱器的基礎(chǔ)上開(kāi) 發(fā)出來(lái)的一種新型高效節(jié)能的換熱器。 本文主要采用數(shù)值模擬和試驗(yàn)研究的方法對(duì)螺 旋扭曲扁管換熱器進(jìn)行系統(tǒng)的研究,主要的研究工作如下: (1)將對(duì)流傳熱的場(chǎng)協(xié)同理 論和流路分析法應(yīng)用于螺旋扭曲扁管換熱器管、殼程傳熱與流阻特性研究,并和弓形 折流板換熱器相比較。 表明螺旋扭曲扁管換熱器管程和殼程流體均產(chǎn)生以旋轉(zhuǎn)為主要 特征的復(fù)雜流動(dòng),獲得較強(qiáng)的旋轉(zhuǎn)擾動(dòng),從而較大程度地強(qiáng)化了傳熱過(guò)程。因?yàn)闅こ虥](méi) 有折流板,殼程不存在流動(dòng)死區(qū),殼程的流動(dòng)阻力較小,同時(shí)也不易結(jié)垢。換熱管之間保 持點(diǎn)接觸而且殼程流體主要作縱向流動(dòng),能很好地克服誘導(dǎo)振動(dòng),提高了其操作的可靠 性。如下圖： 圖 5 螺旋扭曲管換熱器 1.1.9 波紋管換熱器波紋管換熱器 近年來(lái)，螺旋式扭曲管的自造引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者極大的關(guān)注。美國(guó)期刊雜志報(bào) 道過(guò)了一種高效率的換熱器，其換熱管是吧螺旋式扭轉(zhuǎn)成彎曲的管，兩端承圓形，管 子與管子再橢圓長(zhǎng)軸處相互接觸，相互支撐取消了支撐的折流板的則流作用，這樣不 僅可以保證裝置的抗震能力，而且流體在換熱器管程和殼程都會(huì)因此發(fā)生旋流作用 4。 波紋管換熱器強(qiáng)化傳熱機(jī)理與螺旋扁管相一致。波紋管能起到溫差相互補(bǔ)償作 用，因此省掉了殼體膨脹節(jié)；由于溫差應(yīng)力的作用，換熱管可以有能力自動(dòng)去掉表面 污垢，使管表面不易因此而產(chǎn)生污垢，具有強(qiáng)化傳熱和除垢的雙重功效，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單緊湊，容易制造，投資少，熱率高，故廣泛應(yīng)用于汽- 水、水- 水換熱領(lǐng)域4。 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 換熱器綜述 6 1.2 板式換熱器板式換熱器 板式換熱器主要分為可拆式板式換熱器，焊接式板式換熱器，板殼式換熱器， 螺旋板式換熱器，板翅式換熱器。 1.2.1.可拆式板式換熱器可拆式板式換熱器 可拆式板式換熱器是將薄的金屬板片沖壓成為凸凹狀， 周邊張貼合成橡膠類的密 封墊片。Laval 公司的“按扣” 式墊片，墊片直接扣壓在板片上；GEA 公司的板片， 板片槽口上窄底寬呈梯形，墊片與板片槽過(guò)盈配合將墊片壓緊?？刹鹗桨迨綋Q熱器便 于拆卸清洗，增減換熱器面積靈活，在供熱工程中使用較多1。但是，一般的可拆卸 式板式換熱器由于本身結(jié)構(gòu)的局限性，使用壓力不超過(guò) 2.5MPa，使用溫度不超過(guò) 250，此外還存在流體與密封墊片的相容性問(wèn)題。 1.2.2 焊接式板式換熱器焊接式板式換熱器 用焊接結(jié)構(gòu)來(lái)替代橡膠墊來(lái)密封型，不僅在結(jié)構(gòu)上消除了墊片因?yàn)椴牧夏蜏?、?腐蝕、耐壓方面的限制。焊接式板使換熱器的組焊板片內(nèi)部原件不能用機(jī)械方法的清 洗，且全焊式只可以用于不易結(jié)構(gòu)的介質(zhì)進(jìn)行流通換熱，其最大的有點(diǎn)就是可以成手 較高溫度和壓力，沒(méi)有墊片泄漏的問(wèn)題。焊接式板式換熱器近寫(xiě)年來(lái)獲得了很大的發(fā) 展，在德國(guó)與日本合作的千代本田BAVARIA 混合焊接板式換熱器的有點(diǎn)得到發(fā)展， 操作壓力可以從真空狀態(tài)到6MPa，到單元換熱面積可以達(dá)到 2 1480m 以上。 1.2.3 板殼式換熱器板殼式換熱器 歐美發(fā)達(dá)國(guó)家從20 世紀(jì)80 年代開(kāi)始便競(jìng)相開(kāi)發(fā)和研制各種型式的板殼式換熱 器。板殼式換熱器的基本結(jié)構(gòu)與板式換熱器相似，但板間距增大，取消了墊片，改用 焊接法連接各板，形成通道。板殼式換熱器最適合于介質(zhì)清沽、換熱量大和壓降小的 場(chǎng)合。 1.2.4 螺旋板式換熱器螺旋板式換熱器 螺旋板式換熱器在國(guó)外較早使廢氣中的能量等， 螺旋板式換熱器的構(gòu)造包括螺旋 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 換熱器綜述 7 形傳熱板、隔板、頭蓋和連接管等基本部件。流體在螺旋形流道內(nèi)的流動(dòng)所產(chǎn)生的離 心力，使流體在流道內(nèi)外側(cè)之間形成二次環(huán)流，增加擾動(dòng)。螺旋板式換熱器具有體積 小、效率高、制造簡(jiǎn)單、成本較低、能進(jìn)行地溫差換熱等優(yōu)點(diǎn)，如今螺旋板式換熱器 在我國(guó)已形成規(guī)模，國(guó)家已制定了配套的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)制造技術(shù)在我國(guó)業(yè)已成熟。 1.2.5 板翅式換熱器板翅式換熱器 在 20 世紀(jì)30 年代，板翅式換熱器Z最開(kāi)始是在先進(jìn)國(guó)家被用在發(fā)動(dòng)機(jī)散熱上， 它是板束單元結(jié)構(gòu)，由翅片隔板和封條三個(gè)部分組成。我國(guó)是從20 世紀(jì)60 年代初開(kāi) 始制造板翅式換熱器的，原先是用于水分制氧，制做了我國(guó)第一套板翅式空分設(shè)備制 造機(jī)。板翅式換熱器由于器結(jié)構(gòu)緊湊、輕巧、傳熱強(qiáng)度高等等特點(diǎn)，被認(rèn)為是最有發(fā) 展錢途的新型換熱器設(shè)備之一。 1.3 國(guó)內(nèi)外開(kāi)發(fā)研究的發(fā)展方向國(guó)內(nèi)外開(kāi)發(fā)研究的發(fā)展方向 1.3.1 非金屬材料應(yīng)用非金屬材料應(yīng)用 非金屬材料在一定的適應(yīng)范圍內(nèi)具有金屬材料不可能比擬的特殊優(yōu)點(diǎn)。 比如石墨 材料具有良好的導(dǎo)電性能、導(dǎo)熱性能，較高的化學(xué)穩(wěn)定性能和良好的機(jī)加工性能，氟 塑料具有特別優(yōu)良的抗耐腐蝕性5。氟塑料耐腐蝕性能極強(qiáng)，并且與金屬材料相比還 具有成本上的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。在復(fù)合材料中比如搪瓷玻璃具有良好的抗腐蝕性能、優(yōu)良的 耐磨性、電絕緣性以及表面光滑不已粘附物料等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)在制作換熱產(chǎn)品等方面應(yīng) 用。陶瓷材料具有優(yōu)異的耐腐蝕性、耐高溫性能而引起功業(yè)界的高度重視，已經(jīng)在換 熱鏟品的制造中得到應(yīng)用。 1.3.2 計(jì)算流體力學(xué)和模型化設(shè)計(jì)在換熱器中的應(yīng)用計(jì)算流體力學(xué)和模型化設(shè)計(jì)在換熱器中的應(yīng)用 在換熱器的冷熱流體分析計(jì)算中，引入計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)，對(duì)換熱器中介質(zhì)的復(fù)雜 流動(dòng)過(guò)程進(jìn)行定量的數(shù)學(xué)模擬仿真計(jì)算。 目前基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的熱流已經(jīng)分析用于自 然對(duì)流、剝離流、振動(dòng)流和湍流熱傳導(dǎo)等的直接嗜血模擬計(jì)算等方面。在此基礎(chǔ)上， 在換熱器的數(shù)學(xué)模型設(shè)計(jì)和實(shí)體開(kāi)發(fā)中， 利用CFD的數(shù)學(xué)分析結(jié)果和相對(duì)應(yīng)的實(shí)體模 型實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，使用計(jì)算機(jī)對(duì)換熱器進(jìn)行更為精確和細(xì)致的設(shè)計(jì)。 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 換熱器綜述 8 1.3.3 加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)和理論研究加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)和理論研究 采用更加先進(jìn)的計(jì)算儀器來(lái)精確測(cè)量換熱器的流暢分布和溫度場(chǎng)分布， 并結(jié)合經(jīng) 驗(yàn)分析計(jì)算，進(jìn)一步摸清不同結(jié)構(gòu)下的強(qiáng)化傳熱機(jī)理。采用數(shù)學(xué)模擬方法對(duì)換熱器內(nèi) 液體流動(dòng)和傳熱機(jī)理進(jìn)行研究，預(yù)測(cè)各種結(jié)構(gòu)下的對(duì)流場(chǎng)傳熱過(guò)程的影響5。比如利 用振動(dòng)、電場(chǎng)方法強(qiáng)化傳熱的機(jī)理研究、試驗(yàn)研究，給出試驗(yàn)數(shù)據(jù)，提出理論數(shù)學(xué)模 型，對(duì)換熱器進(jìn)行有理技術(shù)研究。為達(dá)到管殼程強(qiáng)化的目的，強(qiáng)化結(jié)構(gòu)組合研究將成 為近來(lái)各國(guó)傳熱強(qiáng)化技術(shù)研究的大體發(fā)展方向。 結(jié)語(yǔ)結(jié)語(yǔ) 經(jīng)過(guò)兩個(gè)多月的時(shí)間，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲。在剛剛接到畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目 時(shí)的一無(wú)所知，到現(xiàn)在畢業(yè)設(shè)計(jì)的成熟，我經(jīng)歷了大學(xué)四年里前所未有的挑戰(zhàn)。畢業(yè) 設(shè)計(jì)是我對(duì)本專業(yè)的學(xué)習(xí)內(nèi)容以及技能都有了一個(gè)前所未有的熟悉。 也是我大學(xué)生活 結(jié)束的最后一塊試金石，我接受住了挑戰(zhàn)，完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。會(huì)在未來(lái)的工作是自己 更加的有能力。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)也讓我認(rèn)識(shí)到自己的不足和認(rèn)識(shí)不全面深刻的地方，首 先是在對(duì)工藝產(chǎn)品的強(qiáng)度計(jì)算上有很大的認(rèn)識(shí)全面，公式運(yùn)用不熟練。再者就是自己 對(duì)語(yǔ)言總結(jié)上有很大的缺陷，我會(huì)在以后的學(xué)習(xí)和生活中認(rèn)真的對(duì)待自己的工作，努 力的提高自己。 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 1鄭津洋等,過(guò)程裝備設(shè)計(jì)M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2013.8: 229- 294. 2張立強(qiáng),張及瑞,楊春光,等.當(dāng)代國(guó)內(nèi)外高效傳熱設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀J,無(wú)機(jī)化工信 息,2003(3):14- 17. 3馬曉馳.國(guó)內(nèi)外新型高效換熱器J.化工進(jìn)展,2001(1):49- 51. 4李安軍,邢桂菊,周麗雯.換熱器強(qiáng)化技術(shù)的研究進(jìn)展J.冶金能源,2008,27(1):50- 54. 5朱躍釗,廖傳華,史勇春.傳熱過(guò)程與設(shè)備M.北京:中國(guó)石化出版社,2008:51- 160. 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 換熱器傳熱器工藝計(jì)算 9 第二章第二章 換熱器傳熱工藝計(jì)算換熱器傳熱工藝計(jì)算 2.1 起始數(shù)據(jù)起始數(shù)據(jù) 殼程油的進(jìn)口溫度： ， 1 t =130 殼程油的出口溫度： , , 1 t =85 殼程油的工作壓力：P1=1. 5MPa 殼程油的流量：G1=280ht 管程水的進(jìn)口溫度： , 2 t =20 管程水的出口溫度： , , 2 t =80 管程水的工作壓力：P2 =2.2MPa 2.2 定性溫度及確定其物性參數(shù)定性溫度及確定其物性參數(shù) 殼程（煤油） 殼程油的定性溫度：t1=107.5 查表得殼程煤油的密度：1=800Kg/m3 查表得殼程油的比熱：Cp1=2.1Kg/(Kg) 查表得殼程油的導(dǎo)熱系數(shù)：1=0.15w/(m) 殼程油的粘度：1=493.710- 6Pas 查表得殼程油的普朗特系數(shù)：Pr1=42 管程（水） 管程水的定性溫度：t2=50 查表得管程水的密度：2=998Kg/m3 查表得管程水的比熱：CP2=4.174Kg/(Kg) 查表得管程水導(dǎo)熱系數(shù)：2=64.78w/(m) 查表得管程水的粘度：2=549.410- 6Pas 查表得管程水的普朗特系數(shù)：Pr2=3.54 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 換熱器傳熱器工藝計(jì)算 10 2.3 熱量守恒與油流量的計(jì)算熱量守恒與油流量的計(jì)算 假定取熱交換效率為 =0.98 其設(shè)計(jì)傳熱量： Q0=G1Cp1( , 1 t , , 1 t )1000/3600 =2800002.1(13085)0.981000/3600 =650560.44W 則管程水流量為： G2= )( , 1 , , 1 2 0 ttC Q p = ）（20-80174. 4 44.650560 =1476.t/h 2.4 有效平均溫度的公式計(jì)算有效平均溫度的公式計(jì)算 tn= )ln )()(t- , 1 , , 2 , , 1 , 2 , 1 , , 2 , , 1 , 2 tt tt ttt （ = ) 13080 8520 ln( )13080()8520( =57.17335 其中有關(guān)參數(shù)的計(jì)算 參數(shù)：P= , 1 , 2 , 1 , , 1 tt tt = 8580 85130 =0.55 參數(shù)：R= , 1 , , 1 , , 2 , 2 tt tt = 85130 8020 =0.75 冷卻器按照單殼程雙管程設(shè)計(jì)差 管程式換熱器原理與設(shè)計(jì) 得溫差校正系數(shù) =0.85 有效平均溫差：tm=tn=0.8557.17335=48.597 2.5 管程換熱系數(shù)的計(jì)算管程換熱系數(shù)的計(jì)算 采用試算的方式計(jì)算換熱系數(shù) 初選換熱系數(shù)為 K0=560w/mk 則可得出下列數(shù)據(jù)： 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 換熱器傳熱器工藝計(jì)算 11 初選傳熱面積;F0= mtK Q 0 0 = 597.48500 44.650560 =1 96.438m2 選用 252.5 的無(wú)縫鋼管做換熱管 管子外徑為：d0=25mm 管子內(nèi)徑為：di=20mm 管子長(zhǎng)度為：L=6000mm 則需要換熱管數(shù)為: t N = Ld F 0 0 = 6025. 014. 3 438.196 =417 根 可取換熱管根數(shù)為 420 根 管程流通面積: 2 a = 42 2 it dN 4 02. 0 14. 3 2 420 2 =0.09875 管程流速: 2 w = 22 2 3600a G = 09875 . 0 9983600 5 . 38348 =0.108m/s 管程雷諾: 2 eR= 222 / i dw=9980.1080.02/549.410- 6=3923.699 則管程傳熱系 數(shù):2= 4 . 0 2 8 . 02 PrRe023 . 0 d =0.023 02 . 0 78.64 3923.6990.83.540.4=92618.24 2.6 結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì) 查 GB151- 1999管殼式換熱器可知，管間距按照 1.25 0 d 選?。?管間距: s = 1.25d0 = 1.250.025 = 0.032m 管束中心排管數(shù): C N =1.1 t N =1.1420=22.588 根，取 23 根 則殼體內(nèi)徑為: i D = 0 d4) 1(+ C Ns=25.0041-2832.00+）（=0.964m 圓整為: i D =1000 則長(zhǎng)徑比: i D L = 1 6 = 6，在 4- 6 之間，合理。 折流板選擇弓形折流板: 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 換熱器傳熱器工藝計(jì)算 12 折流板弓高: i D25 . 0 h =.25m01.250= 折流板間距: 3 i D B = m33 . 0 3 1 = 折流板數(shù)量:1= B L Nb=171 33 . 0 6 =塊 取 16 塊 2.7 殼程換熱系數(shù)計(jì)算殼程換熱系數(shù)計(jì)算 殼程流通面積:=)1 (f 0 1 s d BDi 2 .0722m0 32.00 25.00 -11.330=）（ 殼程流速:= 11 1 1 3600f G sm/1.3466 0722 . 0 8003600 280000 = 殼程質(zhì)量流速: 111 =W=1.3466800=1077.25smKg 2 / 殼程當(dāng)量直徑:= + = 0 2 0 2 dND dND d ti ti e m0363 . 0 025 . 0 6291 025 . 0 6291 22 = + 殼程雷諾數(shù):56.79208 10 7 . 493 0363 . 0 1.3466800 Re 6 1 11 1 = = e dw 根據(jù)3 . 0 1 3 . 0 1 = D h ，切去弓形面積所占的比例，可查得為 0.145 根據(jù)管殼式換熱器原理與設(shè)計(jì)圖 2- 12 查得殼程傳熱因子：330= s j 管外壁溫度假定值為 100，壁溫下油粘度： 1 =0.0004937sPa 粘度修正系數(shù):985 . 0 ) 10 4 . 495 10493.7 ()( 14. 0 6 6 14 . 0 1 1 1 = = 殼程換熱系數(shù):94.46683300.985)42( 0363 . 0 0.15 Pr d 3 1 1 3 1 1 1 1 = s e j 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 換熱器傳熱器工藝計(jì)算 13 2.8 傳熱系數(shù)計(jì)算傳熱系數(shù)計(jì)算 查 GB151- 1999管殼式換熱器第 138 頁(yè)可知 水側(cè)污垢熱阻: 1 r =)/m(1017.6 25 wC 油側(cè)污垢熱阻為: 2 r =)/m(1017.6 25 wC 由于管壁比較薄，所以管壁的熱阻 可以忽略不計(jì)，可得總傳熱系數(shù)為： ii j d d d d rr K 0 2 0 21 1 11 1 + = = + = 20.00 25.00 92618.56 1 20.00 25.00 1017.61017.6 4668.94 1 1 55 612 傳熱面積比為: 0 K Kj = 1.09 560 612 = （合理） 2.9 管壁溫度計(jì)算管壁溫度計(jì)算 管外壁熱流密度計(jì)算: ldN Q q t0 0 1 = = )/(w185.24313 6025 . 0 4.13629 7203000 2 Cm = 管外壁溫度: 錯(cuò)誤！未找到引用源。錯(cuò)誤！未找到引用源。 = 78.97)1017.6 4669 1 (185.24313 5 . 107 5 =+ 誤差校核:22 . 2 78.97100 1 1 = ww tte，誤差不大，合理。 2.10 殼程壓力降計(jì)算殼程壓力降計(jì)算 參考換熱去設(shè)計(jì)手冊(cè)1- 3- 75： 14 . 0 2 2 816 . 0 = w oso be fs uP l L d Di JPs 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 換熱器傳熱器工藝計(jì)算 14 由 1 Re =79209，查圖 1324 得殼程壓強(qiáng)摩擦因子 fs J =0.04 其中： 殼體內(nèi)徑 i D =1.0m； 管子長(zhǎng)度 L=6m； 折流板間距 b l =0.33m； 流體密度1=800 3 /mKg； 流體粘度 10 =493.7sPa 6 10； 管外流體壁溫 107.5下粘度 w =0.0005494sPa； 則殼程壓強(qiáng)PaPs2783 10150 10910 2 776 . 0 810 33 . 0 6 04 . 0 2 . 1 04 . 0 816 . 0 14 . 0 6 62 = = s P0.05 1 P ，符合壓強(qiáng)計(jì)算。 2.11 管程壓力降計(jì)算管程壓力降計(jì)算 參考換熱器設(shè)計(jì)手冊(cè)公式 1- 3- 47： 管程壓強(qiáng)：() snsptrl NPNNFPPPi+= 其中 ： l P直管壓降； r P回彎壓降； P管箱進(jìn)出口壓降； t F結(jié)構(gòu)校正系數(shù)， t F =1.4； s N 串聯(lián)的殼程數(shù)， s N =1； p N 管程數(shù)， p N =2； = 2 2 ii i il d L P 其中0359 . 0 9074 7543 . 0 01227 . 0 Re 7543 . 0 01227 . 0 38 . 0 38 . 0 2 =+=+= i 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 換熱器傳熱器工藝計(jì)算 15 PaPl590 2 332 . 0 994 02 . 0 6 0359 . 0 2 = = 則PaP ii r 3 . 164 2 332 . 0 994 3 2 3 22 = = PaP i n 2 . 82 2 332 . 0 994 5 . 1 2 5 . 1 22 = = = 即()PaNPNNFPPPi snsptrl 21941 2 . 82124 . 1) 3 . 164590(=+=+= Ps0.05 2 P ，符合壓強(qiáng)條件。 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 換熱器強(qiáng)度計(jì)算 16 第三章第三章 換熱器強(qiáng)度計(jì)算換熱器強(qiáng)度計(jì)算 3.1 換熱管材料及規(guī)格選擇和根數(shù)的確定換熱管材料及規(guī)格選擇和根數(shù)的確定 序號(hào) 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 數(shù)據(jù)來(lái)源及計(jì)算公式 數(shù)值 1 換熱管外徑 0 d mm GB151- 1999管殼式換熱器 25 2 管長(zhǎng) l mm GB151- 1999管殼式換熱器 6000 3 傳熱面積 s 2 m 管殼式換熱器設(shè)計(jì)原理 m tK Q A = 1946 4 換熱管根數(shù) N 個(gè) ld A N 0 = 417 3.2 管子的排列方式管子的排列方式 序號(hào) 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 數(shù)據(jù)來(lái)源及計(jì)算公式 數(shù)值 1 正三角形 GB151- 1999 圖 11 2 換熱管中心距 S mm GB151- 1999 表 12 32 3 隔板槽兩側(cè)相鄰管中 心距 n S mm GB151- 1999 表 12 100 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 換熱器強(qiáng)度計(jì)算 17 3.3 筒體內(nèi)徑的確定筒體內(nèi)徑的確定 序號(hào) 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 數(shù)據(jù)來(lái)源及計(jì)算公式 數(shù)值 1 換熱管中心距 S mm GB151- 1999 表 12 32 2 換熱管根數(shù) t N 根 t A N dL = 417 3 分程隔板厚 mm 10 4 管束中心排管根數(shù) c N 根 1.1 ct NN= 22 5 筒體內(nèi)徑 i D mm ()14 ico DS Nd=+ 1000 8 實(shí)取筒體公稱直徑 N D mm JB/T4737- 1995 1000 3.4 筒體厚壁的確定筒體厚壁的確定 序號(hào) 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 數(shù)據(jù)來(lái)源及計(jì)算公式 數(shù)值 1 工作壓力 P MPa 給定 2.2 2 筒體材料 GB150- 2011 鋼制壓力容器 Q345R 3 設(shè)計(jì)溫度下筒體材料 的許用應(yīng)力 t MPa GB150- 2011 鋼制壓力容器 181 4 焊接接頭系數(shù) 過(guò)程裝備設(shè)計(jì) 0.85 5 殼程設(shè)計(jì)壓力 c P MPa PPc1 . 1= 2.42 6 筒體設(shè)計(jì)厚度 mm c t icD = 2 7.927 7 設(shè)計(jì)厚度 d mm 2d C=+ 8.027 8 名義厚度 n mm GB151- 1999 項(xiàng)目 5.3.2 10 9 負(fù)偏差 1 C mm 過(guò)程裝備設(shè)計(jì) 0 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 換熱器強(qiáng)度計(jì)算 18 10 腐蝕裕量 2 C mm 過(guò)程裝備設(shè)計(jì) 2 11 有效厚度 e mm 21 CC ne = 10 12 設(shè)計(jì)厚度下圓筒的計(jì) 算應(yīng)力 t MPa () 2 t cie e P D + = 158.33 13 校核 t t=134.58MPa 合格 14 設(shè)計(jì)溫度下圓筒的最 大許用工作壓力 w P MPa )( 2 ei t e w D P + = 3.052 3.5 液壓試驗(yàn)液壓試驗(yàn) 序號(hào) 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 根據(jù)來(lái)源及計(jì)算公式 數(shù)值 1 實(shí)驗(yàn)壓力 T P MPa 1.25 c T t P P = 2.0625 2 圓筒薄膜應(yīng)力 t MPa e eiTt DP 2 )(+ = 138.56 3 校核 MPa s t 975.2409 . 0= 合格 3.6 殼程標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭厚度的計(jì)算殼程標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭厚度的計(jì)算 序號(hào) 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 數(shù)據(jù)來(lái)源和計(jì)算公式 數(shù)值 1 設(shè)計(jì)壓力 c P MPa 1.1 c PP= 1.54 2 封頭材料 GB150- 2011鋼制壓力 容器 Q345R 3 設(shè)計(jì)溫度下許用壓 力 t MPa GB151- 1999 項(xiàng)目 5.3.2 181 4 焊接接頭系數(shù) 過(guò)程裝備設(shè)計(jì) 0.85 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 換熱器強(qiáng)度計(jì)算 19 5 標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭計(jì)算 厚度 mm 20.5 ci t c D = 7.89 6 設(shè)計(jì)厚度 d mm 2d C=+ 9.89 7 名義厚度 n mm GB151- 1999管殼式 換熱器 10 8 有效厚度 e mm 21 CC ne = 8 9 設(shè)計(jì)厚度下封頭的 計(jì)算應(yīng)力 t MPa () 2 t cie e P D + = 138.33 10 校核 s t 9 . 0 合格 11 設(shè)計(jì)溫度下封頭的 最大許用工作壓力 w P MPa )5 . 0( 2 ei t e w D P + = 2.78 12 P w P 合格 根據(jù)JB/T4737- 95 得：公稱直徑為 N D =1000mm 曲面高度為 1 h =250mm 直邊高度為 2 h =40mm 3.7 管程標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭厚度的計(jì)算管程標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭厚度的計(jì)算 序號(hào) 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 數(shù)據(jù)來(lái)源和計(jì)算公式 數(shù)值 1 設(shè)計(jì)壓力 c P MPa 1.1 c PP= 2.42 2 材料 GB150- 2011 鋼制壓力容器 Q345R 3 設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力 t MPa GB150- 2011 鋼制壓力容器 181 4 焊接接頭系數(shù) mm 過(guò)程裝備設(shè)計(jì) 0.85 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 換熱器強(qiáng)度計(jì)算 20 5 封頭計(jì)算厚度 mm c t icD = 5 . 02 7.89 6 設(shè)計(jì)厚度 d mm 2d C=+ 9.22 7 名義厚度 n GB151- 1999 項(xiàng)目 5.3.2 10 8 有效厚度 e mm 21 CC ne = 8 9 設(shè)計(jì)厚度下封頭的最 大許用工作壓力 t MPa () 2 t cie e P D + = 147.77 10 校核 s t 9 . 0 合格 11 設(shè)計(jì)溫度下封頭的最 大許用工作壓力 Pw MPa )5 . 0( 2 ei t e D Pw + = 2.30 12 P w P 合格 根據(jù)JB/T4737- 95 得：公稱直徑為 N D 1000mm 曲面高度為 1 h =250mm 直邊高度為 2 h =40mm 3.8 容器容器法蘭法蘭的選擇的選擇 按其條件 N D =1000mm 設(shè)計(jì)溫度107 設(shè)計(jì)壓力 2.5MPa由壓力容器法蘭選擇長(zhǎng) 頸對(duì)焊法蘭，相關(guān)參數(shù)如下： 符號(hào) 單位 數(shù)值 D mm 1195 1 D mm 1140 2 D mm 1098 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 換熱器強(qiáng)度計(jì)算 21 3 D mm 1088 4 D mm 1085 mm 68 H mm 155 h mm 42 mm 21 1 mm 18 1 mm 20 2 mm 32 R mm 15 d mm 30 螺栓規(guī)格 M27 螺栓數(shù)量 個(gè) 36 最小厚度 mm 14 根據(jù)壓力容器法蘭選取相應(yīng)墊片：根據(jù)JB/T47042000選取非金屬軟墊片，其相 應(yīng)尺寸為：D=1087m, d=1037mm. 厚度=3mm. 3.8.1 接管法蘭的選擇接管法蘭的選擇 （1）接管 a,b 的公稱直徑相同設(shè)為 d，設(shè)進(jìn)口流速為 0.108 s m 則mm G d18.182 99814 . 3 5 . 13600 138.28764 5 . 13600 4 2 2 2 = = = 則公稱直徑mmdN200 2 = 公稱壓力 aN MPP5 . 2 2 = 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 換熱器強(qiáng)度計(jì)算 22 根據(jù)鋼制管法蘭，墊片，緊固件，選擇板式平焊法蘭，相關(guān)的參數(shù)如下表： N D A D K L n h T C N s 1 H R H 法 蘭 理 論 重 量 （Kg） 200 219 360 310 26 12 M24 32 244 6.3 16 8 80 17.4 （2）接管 c , d 的公稱直徑相同設(shè)為 d，設(shè)進(jìn)口流速為 0.1 s m mm G d 5 . 245 80014 . 3 5 . 13600 2800004 13600 4 1 1 1 = = = 則公稱直徑mmdN300 2 = 公稱壓力 aN MPP6 . 1 2 = 根據(jù)鋼制管法蘭，墊片，緊固件，選擇板式平焊法蘭，相關(guān)的參數(shù)如下表： N D A D K L n h T C N s 1 H R H 法 蘭 理 論 重 量 （Kg） 200 225 315 350 33 16 M30 32 298 7.1 18 12 88 24 3.9 管板的設(shè)計(jì)管板的設(shè)計(jì) 序號(hào) 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 數(shù)據(jù)來(lái)源和計(jì)算公式 數(shù)值 1 沿隔板槽一側(cè) 的排管數(shù) n 個(gè) 28 2 換熱管中心距 S mm GB151- 1999管殼式換熱器 32 3 隔板槽兩側(cè)相 鄰管中心距 Sn mm GB151- 1999管殼式換熱器 100 4 布管區(qū)內(nèi)未能 被管支撐的面 積 d A 2 mm () 0.866 d An S SnS= 499654.7 5 管板布管區(qū)面 t A 2 mm 2 0.866 td AnSA=+ 882745.4 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 換熱器強(qiáng)度計(jì)算 23 積 6 管板布管區(qū)當(dāng) 量直徑 t