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換熱器畢業設計論文(編輯修改稿)

2026-07-22 14:15 本頁面

　

【文章內容簡介】管程雷諾數：管程換熱系數：殼程換熱計算折流板的設計：縱向折流板中間分程，橫向安置弓形折流板。弓形折流板弓高：折流板間距：殼程流通截面：殼程流速：殼程量流速殼程當量直徑：殼程雷諾數：切去弓形面積所占比例：查得殼程傳熱因子：查得管外壁溫度：假定后再復核，設=160℃壁溫下的粘度：粘度修正系數：水側污垢熱阻： m2℃/W油側污垢熱阻： m2℃/W管壁熱阻：r忽略總傳熱熱阻：傳熱系數：傳熱系數的比值：管外壁熱流密度：=4118W/m2℃管外壁溫度：=℃誤差校核：==℃誤差不大，不必再重算。壁溫：=℃壁溫下水的粘度：管程摩擦系數：查得管子沿程壓降：回彎壓降：進出口管處質量流速：進出管口處壓降：管程結垢校正系數：根據r2及Φ193得管程壓降：殼程壓降當量直徑：雷諾數：殼程摩擦系數：查得管束壓降：管嘴處質量流量：進出口管壓降：導流板阻力系數：取導流板壓降：殼程結垢修正系數：查表取殼程壓降：壓強校核管程工作壓力，查表得殼程工作壓力，查表得壓強校核：符合要求符合要求第3章結構設計結合熱力計算確定換熱流程、面積、排列方式、殼體、管箱、固定管板、分程隔板、以及其他零部件。采用2殼程4管程的24型換熱器。由于換熱器尺寸不大，可以用一臺，未考慮采用多臺組合使用。管程分程隔板采用丁字型結構，其主要優點是布管緊密。殼體分程采用縱向隔板。管程的分程隔板采用丁字型結構如圖31所示，其主要優點是布管緊密。圖31丁字形隔板換熱管除要求具有足夠的強度外，當采用脹管法固定時，還要求管子有良好的塑性，避免因脹接而產生裂縫。焊接固定時，要求管子可焊性好，一般采用優質碳鋼，以保證管子質量，一般對于無腐蝕性或腐蝕性不大的流體可采用10號鋼和20號鋼管，在強腐蝕性流體的情況下，可采用不銹鋼、鋼、鋁等無縫管，在強腐蝕性流體的情況下，可采用石墨管、聚四氟乙烯管等。由于水、油腐蝕性不大，故可采用碳鋼，現選擇20號鋼的無縫鋼管。根據設計要求采用的無縫鋼管。管子總數為400根。其傳熱面積為：管子在管板上的排列方式，應力求均布、緊湊并考慮清掃和整體結構的要求。基本的排列方式有五種：等邊三角形：一邊與流向垂直是常用的形式，與正方形排列相比傳熱系數高，可節省15%的管板面積。適用于不生污垢、可用化學清洗污垢和允許壓降較高的工況；轉角三角形。三角形的一邊與流向平行，其特點介于等邊三角行和正方形兩種排列之間，不宜用于臥式冷凝器，因下方管子形成的厚度越來越厚的凝膜會使傳熱削弱；正方形排列最不緊湊，但便于機械清掃，常用于殼程介質易生污的浮頭式換熱器；同心圓排列，用于小殼徑換熱器時比正三角形排列還緊湊，靠近殼體的地方布管均勻。對于多管程換熱器常采用組合排列法，每程均屬正三角形排列，而各層面間呈正方形排列，以便于安排分程隔板。綜合比較以上幾種布管方式，可采用組合排列形式，中間正方形，其余三角形。布管位置如圖32示。十字形的走廊是為了裝設分程隔板，故有殼程流體的泄漏和旁流的問題，共有406個管孔，其中6個孔為安裝拉桿用。圖32 管子排列殼體材料除要滿足一定的強度外，由于制造過程中經過卷板、沖壓和焊接，故要求材料有一定的塑性和可焊性，一般采用含碳量較低的鋼、鋼等，現選用鋼。殼體內徑Ds=700mm 殼體壁厚：為殼體工作溫度下的許用應力，已知殼程設計溫度為220℃，則tw220℃。根據碳鋼板許用應力，查得=167MPa為焊縫系數，取=，為工作壓力，壁厚修正：mm則實取，之后要用有限元分析軟件ANSYS進行強度校核。管箱封頭根據壓力容器設計規范采用材質為16MnR的標準橢圓封頭，在滿足強度要求的情況下，其壁厚可用以下公式計算：已知管程設計溫度為200℃，則tw200℃。根據碳鋼板許用應力，表查得=170p==則實取，之后用ANSYS進行強度校核。曲面高度：D封頭的平均直徑直邊高度實取，之后要用ANSYS進行強度校核。內徑：長度：固定管板外徑：板厚：管板上開孔數與孔間距與管的排列一致。管板材料選用Q235鋼。管子與管板的連接必須牢固、不泄漏、不產生大的應力變形，最常見的連接方法為脹接，脹接只能用于工作壓力低與4MPa和溫度低于300℃的場合；對于高溫、高壓、易燃、易爆的運行條件多采用焊接，但采用焊接容易產生熱應力且間隙中流體不流動很容易造成間隙腐蝕，采用脹焊并用的方法可以避免。由于工作壓力和溫度都不是特別高，而且管子的間距比較大，管板和管子的連接采用脹接。換熱管在管板內的脹接長度L=38mm。分程隔板管程分程隔板管箱

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