列管換熱器的設計-資料下載頁

【導讀】某生產過程中，需用循環冷卻水將有機料液從102℃冷卻至40℃。料液的流量為×104kg/h，循環冷卻水入口溫度為30℃，出口溫度為40℃，參考文獻及設計自評表、換熱器裝配圖等。（設計說明書及圖紙均須計算機打印。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。熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設備，又稱熱交換器。氨合成塔內的熱交換器。

　　

【正文】 (SdBA ?????? ）（）（）（ 2ret12 8 41 7 0/1 3 0)( ??????? 221 . 6 m 7 6 4 7 6AA ?????? 該接管補強的強度足夠，不需另設補強結構。 殼體接管開孔補強校核： 開孔校核采用等面積補強法。選取 20 號熱軋碳素鋼管 12325?? 鋼管許用應力： ? ? at Mp137?? ， 2C =1mm 接管計算壁厚： ? ? DPS ct ict ???? ???? ?? 接管有效壁厚： 9 .2 m m0 .1 512112CCSS 21ntet ?????? 開孔直徑： 0 6 . 6 m 2 5C2dd i ?????????? ）（ 接管有效補強厚度： B=2d=2?= 接管外側有效補強高度： 6 0 .7 m m120 6 .63dSh nt1 ???? 需要補強面積： A=d? ? =? = 2mm 24 可以作為補強的面積為： 2e1 3 8 3 .2 5 m 6 .636 1 3 .2)(dBA ?????? ）（）（）（ ?? 2ret12 )(6 0 .72fStS2hA ??????? 尚需另加補強的面積為： 2214 mm029412 8 3 .73 8 3 .2 51 0 9 6 0 . 9 5AAAA ??? 補強圈厚度： 10 294dB AS 04k ????? 實際補強圈與筒體等厚： mm36Sk ? ； 則另行補強面積： 20K4 0 3 7 5)(36)d(BSA ????? 22421 1 0 9 6 0 .9 5 m 1 0 4 0 3 7 ???????? 同時計算焊縫面積 3A 后，該開孔補強的強度的足夠。 固定管板計算： 固定管板厚度設計采用 BS法。假設管板厚度 b=100mm。 總換熱管數量 n=256； 一根管壁金屬橫截面積為： 2222i20 .6m m17620254dd4a ?????? ）（）（ ?? 開孔溫度削弱系數（雙程）： .50?? 兩管板間換熱管有效長度 (除掉兩管板厚 )L 取 6850mm 計算系數 K： . i2 ??? ?????? ? K= 25 接管板筒支考慮，依 K 值查《化工單元過程及設備課程設計》化學工業出版社：圖 445， 圖 446，圖 447得： 2 . 8G 0 . 6 5 ,G, 321 ??? 管板最大應力 : a2tsat )().( 1GPPP1 ??????? ???????????? ??? ??? 或a3tsat .)( 1GPPP1 ???????? ??????????? ??? ??? 筒體內徑截面積： 222i mm3846507004D4A ???? ?? 管板上管孔所占的總截面積： 2220 mm1256 00254256d4 nC ????? ?? 系數 125600384650A CA ????? 系數 176. 6562CA an ??????? 殼程壓力： as ? 管程壓力 : al ? 當量壓差： as1a 1 8 ??????? ? 管板采用 16Mn 鍛： ? ? ar Mp150?? 26 換熱管采用 10 號碳系鋼： ? ? at Mp112?? 管板管子程度校核： ? ? aar m a x Mp2 2 51 5 M p2 1 9 ????? ?? ? ? atat m a x Mp1 1 ???? ?? 管板計算厚度滿足強度要求。 27 九 、參 考 文 獻 【 1】夏清 ,陳常貴主編 . 化工原理（上冊） [M]. 天津：天津大學出版社 . 2020 【 2】董大勤 . 化工設備機械設計基礎 [M]. 北 京：化學工業出版社 ,1999 【 3】 蘭州石油機械研究所 . 換熱器 [M]. 北京：烴加工出版社， 1986 【 4】《化工設備機械基礎》編寫組編 . 化工設備機械基礎（第三冊） .北京： 石油化學工業出版社， 1978 【 5】 刁玉瑋 ,王立業編著 . 化工設備機械基礎（第四版） [M]. 大連：大連理工大學出版社 . 2020 【 6】 華南理工大學化工原理教研組 . 化工過程及設備設計 [M]. 廣州： 華南理工大學出版社 ， 1986 【 7】賈紹義 ,柴誠敬主編 . 化工原理課程設計 [M]. 天津：天津大學出版社 .2020 【 8】 錢頌 文主編 . 換熱器設計手冊 [M]. 北京 : 化學工業出版社 . 2020 【 9】 JB/T 471592 固定管板式換熱器與基本參數 【 10】 GB 1511999 管殼式換熱器 【 11】王靜康 . 化工設計 [M]. 北京：化學工業出版， 1998 【 12】傅啟民 . 化工設計 [M]. 合肥：中國科學技術大學出版社， 2020 【 13】趙慧清 ,蔡紀寧主編 . 化工制圖 [M]. 北京 :化學工業出版社 2020 28 十 、課程設計心得 首先，這次課程設計課程設計，所要用到的知識很多 ，包括機械設計基礎、機械制圖、工程熱力學、傳熱學、換熱器原理與設計等方面的知識。這些知識不是機械的相加，而是需要全面的考慮和整體布局，不止一次因為考慮不全而要重新來過；有時會不耐煩，可想想不耐煩對我沒有任何益處，便及時的調整過來。這次設計鞏固我以前所學習的知識，讓我專業知識有了更深的認識和理解。 其次，這次課程設計還考驗了我們的團隊合作精神，以及嚴謹的工作態度、平和的心態。這次設計工作量大，用到的知識多，而確我們又是第一次設計 ，雖然是單獨完成，但 我們經常要進行討論， 借閱圖書資料，從而設計 比較合理的 方案。 前幾天計算結果，設計出一個方案， 有時為了一個數據查找了好幾本書，還是找不到結果的時候，是挺納悶的，很容易讓人想放棄。但有目標在，或繼續請教其他同學，或繼續尋找；努力終會結果，這結果就是對努力的獎勵。在辛苦的同時，享受著辛苦帶來收獲的喜悅。 后面一個禮拜主要就是畫圖，畫圖那幾天，每天都得畫上一整天，確實很辛苦，有時感覺腰都彎不下來 。 但是看著自己的成果，就特別欣慰。 通過本次設計，我學會了如何根據工藝過程的條件查找相關資料，并從各種資料中篩選出較適合的資料，根據資料確定主要工藝流程，主要設 備，及計算出主要設備及輔助設備的各項參數及數據。了解到了工藝設計計算過程中要進行工藝參數的計算。通過設計不但鞏固了對主體設備圖的了解，還學習到了工藝流程圖的制法。通過本次設計不但熟悉了化工原理課程設計的流程，加深了對冷卻器設備的了解，而且學會了更深入的利用圖書館及網上資源，對前面所學課程有了更深的了解。但由于本課程設計屬我第一次設計，而且時間比較短，查閱的文獻有限，本課程設計還有較多地方不夠完善，不能夠進行有效可靠的計算。 在此，感謝學院給我們提供了這么一個學習的機會，讓我們把所學的知識得以運用 ， 讓我明白什么 是嚴謹的科學態度。 29 ? 十一 、主要符號說明 P—— 壓力， Pa ； Q—— 傳熱速率， W； R—— 熱阻，㎡ K/W； Re—— 雷諾準數； S—— 傳熱面積，㎡； t—— 冷流體溫度，℃； T—— 熱流體溫度，℃； u—— 流速， m/s； mq —— 質量流速，㎏ /h； h —— 表面傳熱系數 W/(㎡ K)； ? —— 有限差值； ? —— 導熱系數， W/(m K)； ? —— 粘度， Pa s； ? —— 密度，㎏ /m3； ? —— 校正系數。 r—— 轉速， n/(r/min) H—— 揚程， m rNPSH)( —— 必須汽蝕余量， m A—— 實際傳熱面積， 2m Pr—— 普郎特系數 NB—— 板數，塊 K—— 總傳熱系數， W/(㎡ K) vq —— 體積流量 Nt—— 管數，根 Np—— 管程數 l —— 管長， m KC—— 傳熱系數， W/(m K) △ tm—— 平均傳熱溫差，℃