毕业论文列管式煤油换热器设计

毕业论文列管式煤油换热器设计内容摘要：

2mm 换热管束的直径 1110)1 7 8 8(25)( 1  ntb KNdD =408mm 中心单行管束 32408r  tDN b=13 管侧的传热系数 估算壳体的壁温 Tw 预设冷凝给热系数是 100W/(m2K)。 换热器壳程的平均温度： T=(150+50)/2=100(176。 C) 换热器管程的平均温度： t=(15+40)/2=(176。 C) 6 那么（ 100． Tw ） 1000=（ 100． ） 500 所以： Tw =176。 C 平均冷凝温度 2 cmT176。 C 176。 C 时煤油物性： 密度 ρo=825 kg/m3 定压比热容 Co= kJ/（ kgk） 导热 的 系数 λo= W/(mk) 粘度值 181。 o=910． 4 Ns/m2 th NLM  =10． 3kg/(sm) 131932r N 6/13/134 26/1312o 13) ()(    rh Ng =(m2K) 计算值与假设值基本相同，符合要求。 管内给热系数 换热管的横截面积 )1020(444 2321   ti NdAm2 换 热管内部的流速 )/(0 1 4 smAWu c   ))/(()(4300/)(4200 KmWdut i  传热核算 水污垢的热阻选取为 siR =10． 4 m2K/W 7 煤油的污垢热阻选取为 osR =10． 4 m2K/W 选择 换热 管 管壁 的导热系数 是 λ=45 W / (mK) 那么 ))/(5291202510204473102511124333433KmWRddbddRddKosomoiosiiio（与前面所预设的 K 值基本相同，试差完毕。 换热器壳侧压强降 1） 折流板计算 DS=Db+13=408+13=421mm 选 DS=400mm 选择折流板为 25%圆缺度的圆缺型的折流板。 那么其圆缺高度是： H=400=100mm 所以 ，折流板 的板间距 计算得 B==300=120mm 折流板的板间距选取为 100mm 由此 ，折流板数目 计算是 NB=L/B1=3000/1001=29 2) Kern39。 s 法计算换热器压降 换热管的横截面面积 )( 260s mBDt dtA s   那么，换热器壳侧的质量流速为 ))/(( 1 3 6 00 2 626 2mskgAMGSOs  8 则换热器壳侧的流体流速为 )/(835 smG OSs   换热器壳体的当量直径为 mmdtdd ooe )()( 2222  其雷诺数为 9 2 9109 43   iese dGR  通过查找壳侧阻力因子图可得 foj =10． 2 取 w ，流体粘度 有关的 影响 可以被忽视掉 ， 使用 进口 处的物料流动速度 ，其压强降 低了 50%， 但 )(28 wseSfoS uBLdDjP  PauBLdDjPwseSfoS 4 6 62101003)(282322 所以，换热器的壳侧压强降是 换热器管侧压强降 雷诺数为 2 5 7 4 6 43   iiiie duR   根据壳侧阻力因子图可以查得 fij =10． 3 换热管压强降为： k P aPaudLjNP mwifiPt1414 2402)10*20(42)(82332  9 换热裕度 实际 生产所需的换热面积为： 2301 )13188()()( mNNLdF rt   换热器 换热 裕度 由公式可得 ： %19% %1000 01  F FFH 所以，换热面积裕度符合要求，设备可以满足生产要求。 壳程接管计算 选择换热器接 管内 物料的流动速度 u=， 因此可以得到它的 直径 为 ： mmmuVd 835360 0 3644   所以选取接管 d=80mm。 管程 接管计算 接管内流速选取为 u=，那么其直径为： mmmuVd 998  所以选取接管 d=150mm。 工作 压力： 换热器 管程 为 ， 换热器 壳程 为。 标准换热器选取为： 公称直径 DN=400mm； 公称压力： 换热器 管程 为 ， 而其 壳程 也为 ； 管程数： 4程； 总管数： 188； 10 中心一行管数： 13； 管长： 3m； 管程流通面积： ； 计算换热面积： ； 壳体和 封头的设计 壁厚的确定 管壳式换热器外壳主要是由封头、管箱壳体和壳体三部分组成。 生产上，一般用管材或板材来制作换热器的壳体。 对于那些 小于 400mm 直径 的设备 ， 壳体 往往选择采用 管材和管箱。 对于 不小于 400mm 的直径 的设备 ，往往 以 板材来卷制 制作出 换热器 的 壳体。 设备所对应的 直径 种类要能够与换热器封头、连接法兰的 种类相配合 ， 如此可以更好的选择 法兰和封头的构型。 往往 ， 在换热器设备 小于 1000mm 的 直径 情况下 ， 100mm 的差距被当做 系列 间的均等差 ； 当设备 大于 1000mm 的直径 情况下 ， 200mm 被当做是一个系列 的均等差值。 但是如若期望采用 旋压 式的 封头， 那么能够选取 100mm 当做 直径系列 的一个均等差。 表 碳素钢或低合金钢圆筒的最小厚度 公称直径 400~≤700 800~≤1000 1100~≤1500 1600~≤200 2020~≤2600 浮头式 8 10 12 14 16 U型管式 8 10 12 14 16 固定管板式 6 8 10 12 14 11 表 壳体、管箱壳体厚度 DN, mm 材料 壳程或管程公称压力 PN， MPa 厚度， mm 400 Q235． A/B/C 8 8 8 10 —— —— 16MnR 8 8 8 8 12 16 1Cr18Ni9Ti 5 5 6 8 12 18 根据先前的计算，换热器的壳体和管箱壳体的外围直径是 400mm。 因此可以选 Q235． A 碳素钢板 材质来制作器件。 根据有关的 资料 记录 ，在 100176。 C 下 [σ]t=113MPa。 接下来进行设备壳体壁厚度的设计。 如若取设备 的工作压力 与其设计的压力 数值相等 ，那么 pc=， 此种设备的 焊接接头的 系数 为 φ=。 壁厚计算为 mmpDpS ct oc 4001][2    壁厚 设计 由于 煤油 是具有 低腐蚀度 的物料 ， 那么 选腐蚀裕量 C2=1mm。 所以  CSS d 同时壁厚的负偏差是 C1=，所以 Sd+C1=。 名义上的壁厚为  dn ，所 以选择名义上的壁厚是5mm。 12 由以上所列 的图表 可以做出分析 ， 6mm 的大小能够被用来当做设备 壳体 以及 管箱壳体的壁 的 厚 度值 ， 同时以前面所列的 公称压力和 设备所用的材料 来 分析 的话，最 后取 8mm 当做设备的 壳体 以及 管箱壳体的 适宜 厚度。 因此 ， 所设计设备的 壳体的单位长度是 120kg 的重量，单位长度是 的体积。 封头的选取：椭圆形的封头 JB/T4737． 95 高 ho的 小 圆筒 （直边） 和长 半轴、 短半轴 大小依次为 a， b 的半椭圆 一起组成 了 换热设备的 椭圆形 封头。 为了防止边缘应力影响封头与筒体间的环向焊缝以及保 持封头的生产制造的品质，所以设置了直边，这也是它的最大作用。 设备 的椭圆形封头 壁的 厚 度公式 计算 为 ： 2)]3(2[61][][2iictocctichDKpDpKpDpKS  标准椭圆形封头 的 K 值为 1， 因此 mmpDpSctoc ][2     13 表 不同封头的厚度 DN,mm 材 质 壳程或管程的公称压力 PN， 单位 MPa 厚度， mm 400 Q235． A/B/C 8 8 8 10 —— 16MnR 8 8 8 8 10 16 1Cr18Ni9Ti 5 5 6 8 12 18 表 各种椭圆形封头的 ho(mm) 封头材料 碳素钢、普低钢、复合钢板 不锈钢 封头壁厚 4~8 10~18 ≥20 3~9 10~18 ≥20 直边高度 25 40 50 25 40 50 依据以上相关资料和本设计的实际需求考虑 ， 换热器封头 选择为 DN=400m。