過控課程設(shè)計(jì)--乙苯冷卻列管式換熱器的設(shè)計(jì)

1、<p>　　化工原理課程設(shè)計(jì)說明書</p><p>　　題目： 13970.880噸/年乙苯冷卻列管式換熱器的設(shè)計(jì) </p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要- 3 -</b></p><p>　　第一

2、節(jié) 設(shè)計(jì)任務(wù)書- 3 -</p><p>　　一、設(shè)計(jì)題目- 3 -</p><p>　　二、設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)- 3 -</p><p>　?。?）管程- 3 -</p><p>　?。?）殼程- 3 -</p><p>　　三、設(shè)計(jì)要求- 3 -</p><p>　?。?）工藝設(shè)計(jì)

3、- 3 -</p><p>　　（2）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)- 3 -</p><p>　?。?）繪制列管式換熱器的裝配圖及編寫課程設(shè)計(jì)說明書- 3 -</p><p>　　四、設(shè)計(jì)時(shí)間- 3 -</p><p>　　第二節(jié) 課程設(shè)計(jì)概述- 3 -</p><p>　　一、設(shè)計(jì)目的- 3 -</p><

4、;p>　　二、該設(shè)備的作用及在生產(chǎn)中的應(yīng)用- 3 -</p><p>　　三、工藝流程示意圖- 3 -</p><p>　　四、列管式換熱器的特點(diǎn)- 3 -</p><p>　　1、應(yīng)用特點(diǎn)- 3 -</p><p>　　2、設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)- 3 -</p><p>　　五、設(shè)計(jì)方案的確定- 3 -&

5、lt;/p><p>　　第三節(jié) 換熱過程工藝計(jì)算- 3 -</p><p>　　一、工藝計(jì)算及主要設(shè)備設(shè)計(jì)- 3 -</p><p>　　1.選擇換熱器的類型- 3 -</p><p>　　2.管程安排- 3 -</p><p>　　二、確定物性數(shù)據(jù)- 3 -</p><p>　　三、傳

6、熱面積的初定- 3 -</p><p>　　1、傳熱系數(shù)的計(jì)算- 3 -</p><p>　　2、平均溫度的計(jì)算- 3 -</p><p>　　3、總傳熱系數(shù)的初選- 3 -</p><p>　　四、換熱器主要尺寸的確定- 3 -</p><p>　　1、換熱管的類型、尺寸及材料的確定- 3 -</p

7、><p>　　2、管心距的確定- 3 -</p><p>　　3、管子在管板上按三角形的排列管數(shù)- 3 -</p><p>　　4、管根數(shù)和流速的確定- 3 -</p><p>　　5、殼體的內(nèi)徑- 3 -</p><p>　　6、折流板數(shù)的確定- 3 -</p><p>　　7、校核傳熱

8、系數(shù)- 3 -</p><p>　　8、換熱器內(nèi)壓降的校核- 3 -</p><p>　　第四節(jié) 換熱設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)- 3 -</p><p>　　一、殼體- 3 -</p><p>　　二、管板的材質(zhì)及管板的結(jié)構(gòu)- 3 -</p><p>　　三、管子在管板上的固定：- 3 -</p>&

9、lt;p>　　1、脹接法- 3 -</p><p>　　2、焊接法- 3 -</p><p>　　四、封頭- 3 -</p><p>　　五、封頭或管箱的法蘭與墊片- 3 -</p><p>　　六、接管計(jì)算- 3 -</p><p>　　第五節(jié) 課程設(shè)計(jì)技術(shù)說明及匯總- 3 -</p>

10、<p>　　第六節(jié) 設(shè)計(jì)過程的評(píng)價(jià)和有關(guān)問題的討論- 3 -</p><p>　　參考文獻(xiàn)- 3 -</p><p><b>　　致謝- 3 -</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)以換熱器為主，讓我們了解了換熱器的結(jié)構(gòu)，分類，作用以及

11、如何正確的選擇合適的換熱器。換熱器，是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設(shè)備，又稱熱交換器。換熱器是化工、石油、動(dòng)力、食品及其它許多工業(yè)部門的通用設(shè)備，在生產(chǎn)中占有重要地位。在化工生產(chǎn)中換熱器可作為加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器和再沸器等，應(yīng)用更加廣泛。根據(jù)所給的設(shè)計(jì)任務(wù)書，本次設(shè)計(jì)選的是固定管板式換熱器。固定管板式換熱器具有節(jié)約資源，設(shè)計(jì)簡單，應(yīng)用廣泛等特點(diǎn)。在選擇合適的換熱器進(jìn)行工藝、結(jié)構(gòu)等的設(shè)計(jì)之后，我們還進(jìn)行了圖紙說明，將我們所設(shè)

12、計(jì)的固定管板式換熱器進(jìn)一步具體的展示。</p><p>　　關(guān)鍵詞：換熱器；列管式換熱設(shè)備；固定管板式換熱器</p><p>　　The curriculum design is given priority to with heat exchanger, let us understand the structure of the heat exchanger, classificati

13、on, function and how to correctly select the appropriate heat exchanger. Heat exchanger, it is part of the thermal fluid heat transfer to cold fluid equipment, also called heat exchanger. Heat exchanger is chemical, oil,

14、 power, food and other general equipment, many industrial department occupies an important position in the production. Heat exchanger in chemical ind</p><p>　　Key words: heat exchanger; Shell and tube type h

15、eat transfer equipment; Fixed tube plate heat exchanger</p><p>　　第一節(jié) 設(shè)計(jì)任務(wù)書</p><p>　　一、設(shè)計(jì)題目：13970.880噸/年乙苯冷卻列管式換熱器的設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)</b></p><p><b

16、>　　（1）管程</b></p><p>　　乙苯流量1764kg/h 進(jìn)口溫度136℃ 出口溫度45℃

17、

18、 </p><p><b>　　（2）殼程</b></p><p>　　水流量 1540.95kg/h 進(jìn)口溫度為 30℃， 出口溫度為50℃</p>

19、;<p><b>　　壓力為0.5Mpa</b></p><p><b>　　三、設(shè)計(jì)要求：</b></p><p><b>　?。?）工藝設(shè)計(jì)：</b></p><p>　　確定設(shè)備的主要工藝尺寸，如：管徑、管長、管子數(shù)目、管程數(shù)目等，計(jì)算K0。</p><p>

20、;<b>　?。?）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：</b></p><p>　　確定管板、殼體、封頭的結(jié)構(gòu)和尺寸； 確定連接方式、管板的列管的排列方式、管法蘭、接管法蘭、接管等組件的結(jié)構(gòu)。</p><p>　?。?）繪制列管式換熱器的裝配圖及編寫課程設(shè)計(jì)說明書。</p><p><b>　　四、設(shè)計(jì)時(shí)間：</b></p><

21、;p>　　2015年6月8日------2015年6月19日</p><p>　　設(shè)計(jì)學(xué)生：趙剛 指導(dǎo)教師：劉榮杰</p><p>　　第二節(jié) 課程設(shè)計(jì)概述</p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　課程設(shè)計(jì)是化工原理課程教學(xué)中綜合性和實(shí)際性較強(qiáng)的教學(xué)環(huán)節(jié)，是理論聯(lián)系實(shí)

22、際的橋梁，是使我們體察工程實(shí)際問題復(fù)雜性的初次嘗試。通過課程設(shè)計(jì)使我們能綜合運(yùn)用本課程和前修課程的基本知識(shí)，進(jìn)行融會(huì)貫通的獨(dú)立思考，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成指定的化工設(shè)計(jì)任務(wù)，從而得到化工設(shè)計(jì)的主要程序和方法，進(jìn)而提高我們分析和解決工程實(shí)際問題的能力。同時(shí)，通過課程設(shè)計(jì)，還可以培養(yǎng)我們樹立正確的設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)實(shí)事求是，嚴(yán)肅認(rèn)真，高度負(fù)責(zé)的工作作風(fēng)。</p><p>　　二、該設(shè)備的作用及在生產(chǎn)中的應(yīng)用</p>

23、;<p>　　換熱器是化工、煉油工業(yè)中普遍應(yīng)用的典型的工藝設(shè)備。在化工廠，換熱器的費(fèi)用約占總費(fèi)用的10%～20%，在煉油廠約占總費(fèi)用35%～40%。換熱器在其他部門如動(dòng)力、原子能、冶金、食品、交通、環(huán)保、家電等也有著廣泛的應(yīng)用。因此，設(shè)計(jì)和選擇得到使用、高效的換熱器對(duì)降低設(shè)備的造價(jià)和操作費(fèi)用具有十分重要的作用。</p><p><b>　　三、工藝流程示意圖</b></p

24、><p>　　換熱水從換熱器殼程下方進(jìn)入，從換熱器上方排出，乙苯從換熱器左側(cè)的入口進(jìn)入，從右側(cè)出口排出。</p><p>　　四、列管式換熱器的特點(diǎn)</p><p><b>　　1、應(yīng)用特點(diǎn)</b></p><p>　　列管換熱器的特點(diǎn)是殼體和管板直接焊接，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊。在同樣的殼體直徑內(nèi)，排管較多。管式換熱器具有易于制造

25、、成本較低、處理能力達(dá)、換熱表面清洗比較方便、可供選用的結(jié)構(gòu)材料廣闊、適應(yīng)性強(qiáng)、可用于調(diào)溫調(diào)壓場合等優(yōu)點(diǎn)，由于兩管板之間有管子相互持撐，管板得到加強(qiáng)，故在各種列管換熱器中他的管板最薄，其造價(jià)比較低，因此得到了廣泛應(yīng)用。</p><p><b>　　2、設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)</b></p><p>　　列管式換熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是管束以焊接或脹接在兩塊管板上，管板分別焊接在外殼的

26、兩端并在其上連接有頂蓋，頂蓋和殼體上裝有流體進(jìn)出口接管。與其他形式的換熱器相比，結(jié)構(gòu)簡單，制造成本較低。管內(nèi)不易積累污垢，即使產(chǎn)生了污垢也便于清洗，但無法對(duì)管子的外表面進(jìn)行檢查和機(jī)械清洗，因而不適宜處理臟的或有腐蝕性的介質(zhì)。由于管子和管板與殼體的連接都是剛性的，當(dāng)管子和殼體的壁溫或材料的線膨脹系數(shù)相差較大時(shí)，在殼體和管子中將產(chǎn)生很大的溫差應(yīng)力，以至管子扭彎或從管板上松脫，甚至損壞整個(gè)換熱器。</p><p>　　

27、當(dāng)管子和殼體的壁溫差大于50℃時(shí)，應(yīng)在殼體上設(shè)置溫差補(bǔ)償——膨脹節(jié)，依靠膨脹節(jié)的彈性變形可以減少溫差應(yīng)力，膨脹節(jié)的形式較多，常見的有Ｕ形、平板形和Ω形等幾種。由于Ｕ形膨脹節(jié)的撓性與強(qiáng)度都比較好，所以使用得最為普遍。當(dāng)要求較大的補(bǔ)償量時(shí)，宜采用多波形膨脹節(jié)。當(dāng)管子和殼體的壁溫差大于60℃和殼程壓強(qiáng)超過0.6MPa時(shí)，由于補(bǔ)償圈過厚，難以伸縮，失去溫差補(bǔ)償?shù)淖饔?，就?yīng)考慮其他結(jié)構(gòu)。</p><p><b>

28、　　五、設(shè)計(jì)方案的確定</b></p><p>　　1.對(duì)于列管式換熱器，首先根據(jù)換熱流體的腐蝕性或其它特性選項(xiàng)定其結(jié)構(gòu)材料，然后再根據(jù)所選項(xiàng)材料的加工性能，流體的壓強(qiáng)和溫度、換熱的溫度差、 換熱器的熱負(fù)荷、安裝檢修和維護(hù)清洗的要求以及經(jīng)濟(jì)合理性等因素來選項(xiàng)定其型式。</p><p>　　設(shè)計(jì)所選用的列管換熱器的類型為固定管板式。列管換熱器是較典型的換熱設(shè)備，在工業(yè)中應(yīng)用已有

29、悠久歷史，具有易制造、成本低、處理能力大、換熱表面情況較方便、可供選用的結(jié)構(gòu)材料廣闊、適應(yīng)性強(qiáng)、可用于調(diào)溫調(diào)壓場合等優(yōu)點(diǎn)，故在大型換熱器中占優(yōu)勢(shì)。 2.對(duì)于換熱器內(nèi)流體通入空間的選擇：在列管式換熱器中，哪一種流體走管程，哪一種走殼程，一般可從下列幾個(gè)方面考慮。</p><p>　?。?）不潔凈或易結(jié)垢的流體走易于清洗的一側(cè)；對(duì)于固定管板式換熱器， 一般走管程；U形管換熱器，一般走殼程。</p>&

30、lt;p>　?。?）粘性大的或流量小的流體，宜走殼程，因流體在有折流板的殼程流動(dòng)時(shí)在較低的雷諾數(shù)（Re＜100）下，即可達(dá)到湍流，有利于提高傳熱系數(shù)。</p><p>　　（3）有腐蝕性流體應(yīng)走管程，這樣，只有管子、管板和管箱需要使用耐腐蝕的材料，而殼體及管外空間的其他零件都可以使用比較便宜的</p><p>　?。?）壓力高的流體走管程，因?yàn)楣茏又睆叫?，承受壓力的能力好，還避免了采

31、用高壓殼體和高壓密封。</p><p>　?。?）有毒的流體走管程，減少泄漏的機(jī)會(huì)。</p><p>　?。?）飽和蒸汽一般走殼程，便于冷凝液的排出，而且蒸汽較清潔，無清洗要求。被冷卻的流體走殼程，便于散熱。</p><p>　　對(duì)于固定管板式換熱器，若兩流體的溫差較大，對(duì)流傳熱系數(shù)較大者宜走管程， 這樣可以降低管壁與殼壁的溫差。減少熱應(yīng)力。</p>

32、<p>　　以上原則，在實(shí)際中不可能同時(shí)兼顧，對(duì)具體情況仔細(xì)分析，抓住主要方面。例如首先從流體的壓力、腐蝕性以及清洗等方面考慮，然后再對(duì)壓力降和傳熱系數(shù)等方面要求進(jìn)行校核，以便作出較恰當(dāng)?shù)倪x擇。</p><p>　　3.對(duì)于流速的選擇:換熱器內(nèi)流體的流速大小,應(yīng)有經(jīng)濟(jì)衡算來決定.增大器內(nèi)流體的流速,可增強(qiáng)對(duì)流傳熱,減少污垢在換熱管表面上沉積的可能性,即降低了污垢的熱阻,使總傳熱系數(shù)增大,從而減少換熱器的

33、傳熱面積和設(shè)備的投資經(jīng)費(fèi),但是流速增大,又使流體阻力增大,動(dòng)力消耗也就增多,從而致使操作費(fèi)用增加,若流速過大,還會(huì)使換熱器產(chǎn)生震動(dòng),影響壽命,因此選取合適的流速是十分重要的。（見表1，表2）</p><p>　　表1管殼式換熱器中不同黏度液體的常用流速</p><p>　　表2管殼式換熱器中常用的流速范圍</p><p>　　4.對(duì)于換熱管布置和排列間距，常用換熱管

34、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??；同時(shí)，對(duì)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(cuò)列、三角形直列、三角形錯(cuò)列和同心圓排列。（見圖3）  （A） （B）（C）</p>&l

35、t;p>　?。―） （E）</p><p>　　圖 3 換熱管在管板上的排列方式(A) 正方形直列 （B）正方形錯(cuò)列 (C) 三角形直列 （D）三角形錯(cuò)列  （E）同心圓排列</p><p>　　正三角形排列結(jié)構(gòu)緊湊；正方形排列便于機(jī)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

36、頭式則以正方形錯(cuò)列排列居多，也有正三角形排列。 5.對(duì)于管板，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(kuò)脹，產(chǎn)生顯著的塑性變形，靠管子與管板間的擠壓力達(dá)到密封緊固的目的。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(jì)壓力不超過4 MPa，設(shè)計(jì)溫度不超過350℃的場合。 </p><p>　　6.對(duì)于封頭和管箱，封頭

37、和管箱位于殼體兩端，其作用是控制及分配管程流體。 </p><p>　　（1）封頭 當(dāng)殼體直徑較小時(shí)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 換熱器管內(nèi)流體進(jìn)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(shí)需拆下管箱，因此管箱結(jié)構(gòu)應(yīng)便于裝拆。</p><p>　?。?）分程隔板 當(dāng)需要

38、的換熱面很大時(shí)，可采用多管程換熱器。對(duì)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(qiáng)傳熱。管程多者可達(dá)16程，常用的有2、4、6管程。在布置時(shí)應(yīng)盡量使管程流體與殼程流體成逆流布置，以增強(qiáng)傳熱，同時(shí)應(yīng)嚴(yán)防分程隔板的泄漏，以防止流體的短路。</p><p>　　第三節(jié) 換熱過程工藝計(jì)算</p><p>　　一、工藝計(jì)算及主要設(shè)

39、備設(shè)計(jì)</p><p>　　1.選擇換熱器的類型</p><p>　　兩流體溫度變化情況：</p><p>　?。?）乙苯的進(jìn)口溫度 136℃ 出口溫度 45℃</p><p>　?。?）水的進(jìn)口溫度 30℃ 出口溫度50℃</p><p>　　該換熱器采用自來水來加熱，管壁與殼壁溫差較大，流體壓強(qiáng)不高

40、，初步確定選用固定管板式換熱器。</p><p><b>　　2.管程安排 </b></p><p>　　從流體流經(jīng)管程或殼程的選擇標(biāo)準(zhǔn)來看，乙苯宜走管程；自來水較潔凈，不會(huì)污染殼程，所以自來水宜走殼程，以便及時(shí)排除冷凝液。綜上所述，乙苯走管程，自來水走殼程。</p><p><b>　　二、確定物性數(shù)據(jù) </b><

41、/p><p>　　管程乙苯的定性溫度為：</p><p>　　殼程自來水的定性溫度為：</p><p>　　根據(jù)定性溫度，分別查取殼程和管程流體的有關(guān)物性數(shù)據(jù)。見表3</p><p><b>　　表3 物性數(shù)據(jù)表</b></p><p><b>　　三、傳熱面積的初定</b>&l

42、t;/p><p><b>　　1、傳熱系數(shù)的計(jì)算</b></p><p><b>　　乙苯質(zhì)量流量 </b></p><p><b>　　熱流量</b></p><p>　　QT=qm1cp1(t2-t1)=0.49×1972.85×90.5=87969.38J

43、/s</p><p><b>　　冷卻水用量</b></p><p>　　2、平均溫度的計(jì)算 </p><p>　　3、總傳熱系數(shù)的初選</p><p>　　K值大致范圍為280（W/m2 . K）</p><p>　　假設(shè)K=300W/m2 . K，則估算的傳熱面積為</p>&l

44、t;p>　　四、換熱器主要尺寸的確定</p><p>　　1、換熱管的類型、尺寸及材料的確定</p><p>　?。?）管子的直徑 </p><p>　　選用ф25×2.5mm無縫鋼管(碳鋼)</p><p><b>　?。?）管子的長度</b></p><p><b>

45、;　　管長取L=2m</b></p><p><b>　?。?）管子的材料 </b></p><p><b>　　碳鋼 </b></p><p><b>　　2、管心距的確定：</b></p><p>　　取管心距Pt=1.25 d0 =1.25×25=3

46、1.25 mm ≈32mm</p><p>　　3、管子在管板上按三角形的排列管數(shù)見表4</p><p>　　表4 正三角形排列時(shí)的管數(shù)</p><p>　　4、管根數(shù)和流速的確定</p><p><b>　　總管數(shù)和管程數(shù)</b></p><p><b>　　取l=2.0m</

47、b></p><p><b>　　總管數(shù)為</b></p><p>　　按單程算，流體流速為</p><p>　　單程流速較低，可選多管程流速 所以多管程數(shù)為</p><p>　　則該換熱器的管程數(shù)為4</p><p><b>　　5、殼體的內(nèi)徑D</b></p

48、><p>　　采用多管程結(jié)構(gòu)，取管板利用率η=0.8，殼體內(nèi)徑為 </p><p>　　殼程直徑可選取的直徑有（159 273 400 500 600 700 800 ）mm</p><p>　　故圓整可取D＝400mm</p><p>　　6、折流板數(shù)的確定 </p><p>　　折流板高度 h=0

49、.2</p><p>　　L-換熱管管長,m （對(duì)于固定管板式換熱器折流板間距有150mm 300mm 600mm 取150mm）</p><p><b>　　7、校核傳熱系數(shù)K</b></p><p>　?。?）管內(nèi)對(duì)流傳熱系數(shù)的計(jì)算</p><p><b>　　管程傳熱膜系數(shù) </b>

50、;</p><p><b>　　普朗特?cái)?shù)</b></p><p>　　（2）殼程對(duì)流傳熱系數(shù)的計(jì)算</p><p><b>　　殼程表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)</b></p><p><b>　　當(dāng)量直徑</b></p><p><b>　　殼程流通截面積&

51、lt;/b></p><p>　　殼程流體流速及其雷諾數(shù)分別為 </p><p><b>　　普朗特?cái)?shù)</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　流動(dòng)方向的校正系數(shù)</b></p><p

52、><b>　?。?1.05 </b></p><p><b>　　粘度校正</b></p><p>　　污垢熱阻和管壁熱阻，查附錄得：</p><p><b>　　管外側(cè)污垢熱阻 </b></p><p><b>　　管內(nèi)側(cè)污垢熱阻 </b><

53、/p><p>　　管壁厚度b=0.0025 m</p><p>　　碳鋼熱導(dǎo)率為λ=45 W/(m·℃)</p><p><b>　　傳熱系數(shù)K</b></p><p><b>　　計(jì)算所需傳熱面積</b></p><p>　　該換熱器的實(shí)際傳熱面積</p>

54、;<p>　　該換熱器的面積裕度為</p><p><b>　　=</b></p><p>　　傳熱面積裕度合適，該換熱器能夠完成生產(chǎn)任務(wù)。</p><p>　　8、換熱器內(nèi)壓降的校核</p><p><b>　　管程流動(dòng)阻力 </b></p><p>　　ΔP

55、i=(ΔP1+ΔP2)FtNsNp</p><p>　　Ns=1, Np=4, 管子為ф25×2.5mm ,查表得無縫鋼管絕對(duì)粗糙度=0.052</p><p>　　ΔPi=(ΔP1+ΔP2)FtNsNp=(15.9056+9.176)×1.4×1＝140.45Pa＜</p><p>　　管程壓降在允許范圍之內(nèi)。</p>

56、<p><b>　　殼程阻力</b></p><p>　　流體流過折流板缺口的阻力 </p><p>　　殼程壓力降也比較適宜。</p><p>　　第四節(jié) 換熱設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　一、殼體</b></p><p>　　采用多管程結(jié)構(gòu)，取管

57、板利用率η=0.8，殼體內(nèi)徑為 </p><p>　　殼程直徑可選取的直徑有（159 273 400 500 600 700 800 ）mm</p><p>　　故圓整可取D＝400mm</p><p>　　二、管板的材質(zhì)及管板的結(jié)構(gòu)</p><p>　　1、在選用管板的材料時(shí)，當(dāng)換熱介質(zhì)無腐蝕有輕微腐蝕時(shí)，可按規(guī)定采用低碳鋼或

58、普通低合金，處理腐蝕性介質(zhì)時(shí)，應(yīng)采用優(yōu)質(zhì)的耐腐蝕材料。本設(shè)計(jì)可選材料：碳素鋼。</p><p>　　2.管板與殼體的連接 </p><p>　　三、管子在管板上的固定：</p><p>　　管子在管板上的固定方法主要有脹接和焊接兩種。其原則是必須保證管子與管板連接牢固，連接處不會(huì)產(chǎn)生泄露。 </p><p><b>　　

59、1、脹接法 </b></p><p>　　此法是利用脹管器擠壓伸入管板孔中的管子端部使管端發(fā)生塑性變形，管板同時(shí)也產(chǎn)生彈性性形變，當(dāng)取去脹管器后由于管板孔的彈性收縮，使管板與管子間同時(shí)產(chǎn)生一定的擠緊力而緊密地貼在一起，從而達(dá)到密封固緊連接的目的。采用脹接時(shí)，管板的硬度應(yīng)比管端硬度高，以保證脹接質(zhì)量，這樣可免除因管板孔塑性變形，而影響脹接緊密性。 </p><p>

60、<b>　　2、焊接法</b></p><p>　　由于此法具有高溫高壓下仍能保持連接的緊密性，對(duì)管板孔的加工精度要求低，加工工藝較簡單，當(dāng)壓強(qiáng)不太高時(shí)，可用較薄管板等優(yōu)點(diǎn)，因此焊接法的應(yīng)用較廣泛。但焊接法工藝要求管子與管孔之間應(yīng)留有一定的間隙。</p><p>　　由于本設(shè)計(jì)要求在常溫常壓下工作，可采用脹接法。</p><p><b&g

61、t;　　四、封頭</b></p><p>　　封頭又稱端蓋（或頂蓋），按其形狀可分為凸形封頭、錐形封頭和平板封頭三類。其中凸形封頭按結(jié)構(gòu)形狀又可分為球形、橢圓形、蝶形和無折邊球形的四種封頭。</p><p>　　對(duì)于列管式換熱器一般取用橢圓形封頭為多。橢圓形封頭是由半橢球和具有一定高度的短圓筒兩部分所組成。直邊的作用是避免殼體與封頭間環(huán)向焊縫的邊緣應(yīng)力，由于橢球封頭各點(diǎn)曲率的變

62、化是連續(xù)的，當(dāng)其承受內(nèi)壓時(shí)封頭內(nèi)的應(yīng)力分布不會(huì)發(fā)生突變，所以其承受能力較大。橢圓形封頭的壁厚與其長短軸的比值有關(guān)。標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭長短軸之長,即長軸D,短軸1/2D,D/2h=2。大多數(shù)橢圓封頭的壁厚是與筒體厚度相等或比筒稍厚。</p><p>　　橢圓封頭直邊的內(nèi)徑與殼體內(nèi)徑相同。 </p><p>　　上下兩封頭均選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，根據(jù)JB/T4737-2002標(biāo)準(zhǔn)，封頭為：。&l

63、t;/p><p>　　五、封頭或管箱的法蘭與墊片</p><p>　　法蘭是壓力容器用的法蘭。壓力容器法蘭分為平焊法蘭和對(duì)稱法蘭兩類，平焊法蘭又分為甲型和乙型兩種。甲型平焊法蘭適用于公稱壓強(qiáng)（MPa）Pg0.25、0.6、1.0、1.6四個(gè)壓強(qiáng)等級(jí)的較小范圍。乙型平焊法蘭適用公稱壓強(qiáng)Pg2.5～4.0兩個(gè)壓強(qiáng)等級(jí)的較小范圍，其最高工作溫度為350 。 </p><p>

64、;　　本設(shè)計(jì)選用甲型平焊法蘭</p><p><b>　　六、接管計(jì)算</b></p><p>　　管程流體進(jìn)出口接管：取接管內(nèi)乙苯流速為 u1＝1.8m/s，則接管內(nèi)徑為 </p><p>　　圓整后可取管內(nèi)徑為20mm </p><p>　　殼程流體進(jìn)出口接管：取接管內(nèi)水的流速 u2＝1.8m/s，則接管內(nèi)徑為 &l

65、t;/p><p>　　圓整后可取管內(nèi)徑為30mm</p><p>　　第五節(jié) 課程設(shè)計(jì)技術(shù)說明及匯總，見表5</p><p>　　表5設(shè)計(jì)技術(shù)說明及匯總</p><p>　　第六節(jié) 設(shè)計(jì)過程的評(píng)價(jià)和有關(guān)問題的討論</p><p>　　本人經(jīng)過兩周的學(xué)習(xí)，對(duì)于課程設(shè)計(jì)有了初步的認(rèn)識(shí)，對(duì)于化工生產(chǎn)中的傳熱問題有了一定的認(rèn)識(shí)。&

66、lt;/p><p>　　這次課程設(shè)計(jì)綜合實(shí)踐性比較強(qiáng)，設(shè)計(jì)是在兼顧了技術(shù)上先進(jìn)行、可行性，經(jīng)濟(jì)合理性。此次設(shè)計(jì)涉及的工藝計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較全面，從多方面考察了我們的知識(shí)基礎(chǔ)。從工藝計(jì)算到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，每一個(gè)環(huán)節(jié)都集中考察了我們的綜合性應(yīng)用能力。</p><p>　　在工藝計(jì)算方面，此次設(shè)計(jì)精度比較高，設(shè)計(jì)比較嚴(yán)謹(jǐn)，各項(xiàng)參數(shù)的選定經(jīng)過了綜合的考慮并進(jìn)行了認(rèn)真的計(jì)算和校核，達(dá)到了課程設(shè)計(jì)預(yù)期的目的。&

67、lt;/p><p>　　在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，各個(gè)結(jié)構(gòu)的選材、尺寸的確定也經(jīng)過了仔細(xì)的計(jì)算，并認(rèn)真地畫出了各部件的圖，列出了部件的選材和尺寸。</p><p>　　通過此次課程設(shè)計(jì)，熟悉了文獻(xiàn)資料的查閱，鍛煉了對(duì)過程進(jìn)行計(jì)算的能力，了解了課程設(shè)計(jì)的一般步驟，并通過課程設(shè)計(jì)加深了對(duì)所學(xué)內(nèi)容的了解和運(yùn)用。由于設(shè)計(jì)時(shí)間比較短，設(shè)計(jì)過程難免還存在一些問題，有待進(jìn)一步完善。</p><p&

68、gt;<b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　【1】陳均志《化工原理實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計(jì)》陜西人民出版社 2002版</p><p>　　夏清 陳常貴等.《化工原理》上冊(cè).天津大學(xué)出版社.2005版</p><p>　　【2】石油化學(xué)工業(yè)部化工設(shè)計(jì)院編《小氮肥廠工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》[M]第一版北京1979.1化學(xué)工業(yè)出版社出版；</p&

69、gt;<p>　　【3】王志魁主編《化工原理》[M] 第三版 北京 化學(xué)工藝出版社 2004.10；</p><p>　　【4】陸振東編《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》[M] 第二版 (下冊(cè)) 化工工藝出版社； </p><p>　　【5】上?；すI(yè)設(shè)計(jì)院石油化工設(shè)備設(shè)計(jì)建設(shè)組《化工設(shè)備圖冊(cè)》熱交換器[M]1975.6；</p><p>　　【6】蘭州石油機(jī)械研

70、究所主編《換熱器》[M]烴加工出版社出版 北京 1988.8</p><p>　　【7】朱有庭 曲文海 于浦義主編《化工設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)》上卷[M] 化工工業(yè)出版社 2005.6 北京；</p><p>　　【8】石油化學(xué)工業(yè)部化工設(shè)計(jì)院主編 《氮肥工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》理化數(shù)據(jù)[M]石油化學(xué)工業(yè)出版社 1977.12</p><p>　　【9】《李國庭 陳煥章 黃文煥編

71、著化工設(shè)計(jì)概論》[M] 化學(xué)工業(yè)出版設(shè) 北京,</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　每一次付出都有不同的收獲，這次也不例外。在這匆匆流過的兩周課程設(shè)計(jì)里，我付出了很多，更重要的是我也學(xué)到了很多，也在這次課程設(shè)計(jì)里也將我提高了許多。</p><p>　　首先，在這次課程設(shè)計(jì)里，我應(yīng)該感謝學(xué)校，是學(xué)校給予了我們這次時(shí)間的機(jī)

72、會(huì)，讓我們懂得，光有理論是不行的，要將實(shí)踐與理論相結(jié)合，才能夠得到更好的，才能夠真正的將我們的能力提高。其次，我應(yīng)該感謝我們的老師，因?yàn)槭抢蠋熢谖也恢氲那闆r下給予了我極大地幫助，是老師不厭其煩的對(duì)我出現(xiàn)的每一個(gè)問題進(jìn)行了講解，才讓我的課程設(shè)計(jì)有了如此順利的進(jìn)展。再次，我應(yīng)該感謝我身邊的組員們，因?yàn)槭呛退麄円黄鸬奶接?，一起的尋找才有了現(xiàn)在的結(jié)果，才讓我有了如此大的提升。緊接著，我應(yīng)該感謝圖書館對(duì)我們這次課程設(shè)計(jì)的支持，是圖書館對(duì)我們的