管板式换热器详细设计
管板式换热器详细设计

管板式换热器详细设计1.材料选择:在管板式换热器的设计过程中,需要选择合适的材料来保证换热器的性能和耐久性。
常见的材料包括不锈钢、碳钢、钛合金等。
根据工艺要求和介质的特性,选择材料的耐腐蚀性、耐高温性、强度等。
2.板片类型和布置方式:板片是管板式换热器中的关键部件,起到换热的作用。
有多种类型的板片可供选择,包括光管、蜂窝式、悬挂式等。
根据换热介质的特性和流态,选择合适的板片类型。
同时,板片的布置方式也会影响换热器的传热效果和流阻损失。
一般采用交叉或并列布置方式。
3.换热面积计算:换热器的性能取决于其换热面积的大小。
通过计算流体流过单个板片的传热面积,进而得到整个换热器的总换热面积。
同时,根据换热介质的流量和温度差,计算流体的传热量。
4.热传导计算:热传导是管板式换热器中的一种换热方式,通过计算板片的热传导系数和板片的热传导长度,可以确定换热器的传热效果。
在设计中,需要考虑板片的导热性能以及冷却液体的流速。
5.压力损失计算:换热器中,流体在管道中的流动会产生一定的阻力,从而造成压力的损失。
通过计算流体在管道中的流速、流量和管壁的摩擦系数等参数,可以得到压力损失的大小。
这个参数需要在设计中进行考虑,以确保设备工作时的正常运行。
6.结构设计:在管板式换热器的设计中,需要考虑结构的合理性和可行性。
包括设备的尺寸、管道的布局、管板的连接方式等。
同时还需要考虑换热器的维护和清洗。
通过合理的结构设计,可以提高换热器的使用寿命和性能。
7.安全性设计:在管板式换热器的设计中,需要考虑设备的安全性。
包括材料的选择、结构的强度、换热介质的流动性等。
同时,还需要考虑设备的操作安全和防护措施。
通过合理的安全性设计,可以降低设备的故障率和事故风险。
8.维护和保养:在设计完管板式换热器后,还需要考虑设备的维护和保养。
包括定期的检修、清洗和更换部件等。
通过合理的维护和保养,可以延长换热器的使用寿命,并保证设备的正常工作。
综上所述,管板式换热器的详细设计包括材料选择、板片类型和布置方式、换热面积计算、热传导计算、压力损失计算、结构设计、安全性设计和维护保养等多个方面。
四管程固定管板式换热器设计

四管程固定管板式换热器设计一、引言固定管板式换热器是一种常见的换热设备,广泛应用于化工、石油、冶金等工业领域。
它由固定管板和流板组成,通过管壳两端的进出口与流体进行热交换。
本文将设计一个四管程固定管板式换热器,并详细介绍其设计过程。
二、设计要求1.换热介质:水2.进口温度:70°C3.出口温度:40°C4.换热面积:根据流量计算得出5.板式换热器型号:根据换热面积选取三、设计过程1.换热面积的计算换热面积的计算公式为:A = Q / (U × ΔTlm)其中,A为换热面积,Q为换热量,U为传热系数,ΔTlm为对数平均温差。
根据水流量和温差计算得到的换热量,再结合所选型号的板式换热器的传热系数,可以计算出换热面积。
2.板式换热器的选取根据计算得到的换热面积,选择合适的型号的板式换热器。
在选型时,要考虑换热器的材质、耐压性能、传热系数等因素。
3.管程的设计四、设计结果根据设计要求和计算过程,可以得出四管程固定管板式换热器的设计结果。
1.换热面积:根据计算结果得出换热面积为X平方米。
2.板式换热器型号:根据换热面积和选取条件,最终确定使用XX型号的板式换热器。
3.管程设计:根据流体的温度差和流速等因素,按照长度逐渐增加的方式,确定四个管程的设计。
五、结论本文根据给定的设计要求,设计了一个四管程固定管板式换热器,并详细介绍了设计过程。
设计结果包括换热面积、板式换热器型号和管程设计。
通过本文的设计,可以满足给定的换热要求,并提供一个可行的四管程固定管板式换热器设计方案。
板式换热器施工方案

板式换热器施工方案
板式换热器是一种广泛应用于工业生产中的换热设备,其主要用于液体和气体之间的热量传递。
在进行板式换热器的施工过程中,需要经历设计、制造、安装等环节,下面将详细介绍板式换热器的施工方案。
首先,我们需要进行板式换热器的设计。
根据工艺要求和空间限制,确定板式换热器的尺寸和布局。
同时,根据实际需要选择合适的板式换热器材料,通常有不锈钢、铜、钛等材料可供选择。
接着,制造板式换热器的板片。
将选定的材料进行切割和冲压加工,确保板片的尺寸和形状符合设计要求。
板片加工完成后,进行清洗和去除杂质,确保板片的表面干净。
然后,进行板式换热器的焊接。
根据设计要求,将板片进行合并,并采用特殊的焊接工艺,如电阻焊、电弧焊等。
焊接完成后,进行焊缝的检查和修整,确保焊接质量。
接下来,进行板式换热器的组装。
根据设计要求,将焊接好的板片按照一定的间距和顺序进行堆叠,形成换热器的换热面。
同时,将板式换热器的进出口管道和支撑架进行安装,确保整个换热器的结构稳定。
最后,进行板式换热器的试运行和调试。
将换热器连接上液体或气体的供排管道,进行初步的运行测试,检查换热效果和工作稳定性。
根据测试结果,进行一些调整和优化,确保板式换
热器的正常运行。
总结起来,在进行板式换热器的施工过程中,需要经过设计、制造、焊接、组装和调试等环节。
在每个环节中,都需要严格遵循施工规范和要求,并进行相应的检查和测试,以确保板式换热器的安全、稳定和高效运行。
固定管板式换热器工作原理

固定管板式换热器工作原理固定管板式换热器是一种常见的换热设备,广泛应用于化工、石油、电力、制药等工业领域。
它通过管道中的流体与外界介质之间的换热,将热量传递到管道中的流体中,以实现物料的加热或冷却。
下面我们将详细介绍固定管板式换热器的工作原理及其结构特点。
一、固定管板式换热器的工作原理固定管板式换热器是通过管道中的流体与流经管道外表面的介质之间的热量传递实现热交换的设备。
其工作原理主要包括传热传质原理和流体动力学原理两个方面。
1. 传热传质原理固定管板式换热器的传热传质主要通过管道中的流体和管子外表面的介质之间的热量传递来实现。
当热源流体从入口流入换热器,流体中的热量会通过管壁传递到外部的介质中,实现热量的传递。
冷却介质也会流经管子的外表面,吸收热量,以实现冷却或加热的目的。
2. 流体动力学原理流体在换热器中流动时,会形成流场,其流动状态会影响热传递效率。
通过设计合理的管板结构和流体分布方式,可以优化流场,使流体在换热器内部均匀流动,从而提高换热效率。
固定管板式换热器通过流体与介质之间的热量传递和优化流动状态,实现热量的传递和能源的有效利用。
二、固定管板式换热器的结构特点固定管板式换热器具有以下几个显著的结构特点:1. 管板结构合理固定管板式换热器中的管板结构设计合理,能够保证管道布置合理,使流体与介质之间的热量传递效率最大化。
2. 热交换效率高相比其他类型的换热器,固定管板式换热器能够实现高效的热量传递,热交换效率高,能够满足工业生产对换热效率的要求。
3. 维护方便固定管板式换热器的结构简单,维护方便,能够降低维护成本和维护难度。
4. 适用范围广泛固定管板式换热器可以适用于各种介质的热交换,包括液体、气体等不同形式的流体,适用范围广泛,适合不同的工业应用。
固定管板式换热器具有结构合理、热交换效率高、维护方便和适用范围广泛等特点,是一种非常重要的工业换热设备。
通过对其工作原理和结构特点的深入了解,可以更好地应用于工业生产实践中,提高生产效率和资源利用率。
换热器的设计-化工课程设计

《化工原理课程设计》报告换热器的设计班级:化工 3班姓名:魏静媛学号: 10081265指导教师:肖少华日期:2013-06-12课程设计任务书指导教师(签名):教研室主任(签名):目录1.综述 (3)2.课程设计任务书 (3)3.换热器的简介与分类 (4)3.1换热器的简介 (4)3.2换热器的种类及特点 (5)3.3换热器材质的选择 (10)3.4管板式换热器的优点 (12)3.5列管式换热器的结构 (13)3.6管板式换热器的类型及工作原理 (15)3.7确定设计方案 (16)4.设计计算 (17)4.1流动空间以及流速的确定 (17)4.2确定流体流动及进出口温度 (19)4.3计算两流体的平均温度差 (20)4.4计算热负荷和冷却水流量 (20)5.换热器主要附件的确定及工艺结构尺寸 (21)5.1污垢热阻 (21)5.2管程数和传热管数 (21)5.3平均温度校正和壳程数 (23)5.4换热管排列和分程法 (23)6.核算总传热系数 (24)6.1壳程对流传热系数 (24)6.2管程对流传热系数 (24)6.3总传热系数 (25)6.4设计裕度 (25)6.5 壁温计算 (25)7.核算压强降 (26)7.1管程压强降 (26)7.2壳程压强降 (27)8.换热器主要结构尺寸和计算结果 (28)9.换热器的安装与维修 (30)10.结束语 (31)11.参考文献 (32)1.综述换热器的分类与比较,根据冷、热流体热量交换的原理和方式,换热器基本上可分为三大类即间壁式混合式和蓄热式,其中间壁式换热器应用最多,所以主要讨论此类换热器。
2.设计任务书设计任务:换热器设计(列管式换热器)年处理煤油33.5万吨设计参数如下:(6)煤油:入口温度140℃,出口温度40℃(7)冷却介质:自来水,入口温度20℃,出口温度40℃(8)允许压强降:不大于100kPa(9)煤油定性温度下的物性数据:密度825kg/m3,黏度7.15×10-4Pa.s,比热容2.22kJ/(kg.℃),导热系数0.14W/(m.℃) (10)每年按330天计,每天24小时连续运行(6)建厂地区:大气压为760mmHg3.换热器的简介与分类3.1换热器的简介换热器就是用于存在温度差的流体间的热交换设备,换热器中至少有两种流体,温度较高则放出热量,反之则吸收热量。
换热器的结构

换热器的结构管壳式换热器就是具有换热管和壳体的一种换热设备,换热管与管板连接,再用壳体固定。
按其结构型式,主要分为:固定管板式换热器、浮头式换热器、U形管式换热器、填料函式换热器、方形壳体翅片管换热器等。
详细结构如下:固定管板式换热器:固定管板式换热器结构如上图所示,换热器的两端管板采用焊接方法与壳体连接固定。
换热管可为光管或低翅管。
其结构简单,制造成本低,能得到较小的壳体内径,管程可分成多样,壳程也可用纵向隔板分成多程,规格范围广,故在工程中广泛应用。
其缺点是壳侧不便清洗,只能采用化学方法清洗,检修困难,对于较脏或对材料有腐蚀性的介质不能走壳程。
壳体与换热管温差应力较大,当温差应力很大时,可以设置单波或多波膨胀节减小温差应力浮头式换热器浮头式换热器结构如图所示,其一端管板与壳体固定,而另一端的管板可以在壳体内自由浮动。
壳体和管束对热膨胀是自由的,故当两种介质的温差较大时,管束与壳体之间不会产生温差应力。
浮头端设计成可拆结构,使管束可以容易地插入或抽出,这样为检修和清洗提供了方便。
这种形式的换热器特别适用于壳体与换热管温差应力较大,而且要求壳程与管程都要进行清洗的工况。
浮头式换热器的缺点是结构复杂,价格较贵,而且浮头端小盖在操作时无法知道泄漏情况,所以装配时一定要注意密封性能U形管式换热器上图为双壳程U形管式换热器。
U形管式换热器是将换热管弯成U形,管子两端固定在同一块管板上。
由于换热管可以自由伸缩,所以壳体与换热管无温差应力。
因U形管式换热器仅有一块管板,所以结构较简单,管束可从壳体内抽出,壳侧便于清洗,但管内清洗稍困难,所以管内介质必须清洁且不易结垢。
U形管式换热器一般用于高温高压情况下,尤其是壳体与换热管金属壁温差较大时。
壳程可设置纵向隔板,将壳程分为两程(如图中所示)。
填料函式换热器上图为填料函式双管程双壳程换热器,填料函式换热器的换热管束可以自由滑动,壳侧介质靠填料密封。
对于一些壳体与管束温差较大,腐蚀严重而需经常更换管束的换热器,可采用填料函式换热器。
固定管板式换热器设计

固定管板式换热器设计固定管板式换热器(Fixed Tube-sheet Heat Exchanger)是一种常见的换热设备,广泛应用于化工、石油、制药、食品等行业。
本文将介绍固定管板式换热器的设计原理、结构特点,并对其设计流程进行详细阐述。
一、设计原理在换热过程中,热量从高温流体通过管壁传递到低温流体。
高温流体进入管束,从管壁流过,将热量传递给管内的低温流体。
通过多个管束的交叉布置,可以实现大面积的热交换,提高换热效率。
二、结构特点1.管束结构合理:固定管板式换热器采用纵向布置的管束结构,利于流体流动,减小流体的阻力,提高换热效率。
2.管板紧密连接:管板与管束通过焊接或膨胀连接,保证流体不会泄漏或混合。
3.固定件的设计:固定件采用螺栓连接,可以方便地拆卸和维修换热器。
4.壳体结构合理:壳体采用圆筒形状,能够承受较大的内部压力,提供稳定的工作环境。
三、设计流程1.确定设计参数:根据工艺要求和流体性质,确定换热器的设计参数,包括换热面积、热交换系数、流体流量等。
2.确定管子布置方式:根据流体性质和布置空间,确定管子的布置方式,包括并列式、对流式、六边形等。
3.确定壳体尺寸和材质:根据管子的布置方式和流体流量,确定壳体的尺寸和材质,包括内径、壳体长度和壳体材质等。
4.选择管板和固定件:根据壳体尺寸和管子布置方式,选择合适的管板和固定件,包括管板和壳体的连接方式、固定件的材料等。
5.进行换热计算:根据流体性质和换热参数,进行换热计算,计算出换热器的换热效率和流体的出口温度等。
6.进行强度计算:根据壳体结构和管道布置,进行强度计算,确保换热器在正常工作条件下的安全可靠性。
7.绘制制图:根据设计参数和计算结果,绘制出换热器的制图,包括总装图、管束图、壳体图和焊接图等。
8.进行工艺设计:根据设计图纸和工艺要求,进行工艺设计,确定制造工艺和生产工序。
9.进行质量检验:对制造的换热器进行检验,包括外观质量、尺寸精度和焊接质量等。
(完整版)HTRI管壳式换热器设计基础教程讲解

HTRI管壳式换热器设计基础教程郑州大学化工与能源学院2011年11月HTRI简介美国传热研究协会(Heat Transfer Research Institute)简称HTRI,主要致力于工业规模的传热设备的研究,开发基于试验研究数据的专业模拟计算工具软件,提供完善的产品、技术服务和培训。
HTRI帮助其会员设计高效、可靠及低成本的换热器。
HTRI Xchanger Suite是HTRI开发的换热器设计及核算的集成图形化用户环境,它包括以下几个部分:HTRI.Xist能够计算所有的管壳式换热器,作为一个完全增量法程序,Xist包含了HTRI 的预测冷凝、沸腾、单相热传递和压降的最新的逐点计算法。
该方法基于广泛的壳程和管程冷凝、沸腾及单相传热试验数据。
HTRI.Xphe能够设计、核算、模拟板框式换热器。
这是一个完全增量式计算软件,它使用局部的物性和工艺条件分别对每个板的通道进行计算。
该软件使用HTRI特有的基于试验研究的端口不均匀分布程序来决定流入每板通道的流量。
HTRI.Xace软件能够设计、核算、模拟空冷器及省煤器管束的性能,它还可以模拟分机停运时的空冷器性能。
该软件使用了HTRI的最新逐点完全增量计算技术。
HTRI.Xjpe是计算套管式换热器的软件。
HTRI.Xtlo是管壳式换热器严格的管子排布软件。
HTRI.Xvib是对换热器管束的单管中由于物流流动导致的振动进行分析的软件。
HTRI.Xfh能够模拟火力加热炉的工作情况。
该软件能够计算圆筒炉及方箱炉的辐射室的性能以及对流段的性能,它还能用API350对工艺加热炉的炉管进行设计,并完成燃烧计算。
在本次培训中,们以HTRI.Xist为主,介绍HTRI的使用。
一、换热器的基础设计知识1. 换热器的分类按作用原理和实现传热的方式可分三大类:即混合式换热器、蓄热式换热器、间壁式换热器,其中间壁式换热器按传热面的形状和结构分类:(1)管壳式:固定管板式、浮头式、填料函式、U 型管式(2)板式:板翅式、平板式、螺旋板式(3)管式:空冷器、套管式、喷淋管式、箱管式(4)液膜式:升降膜式、括板薄膜式、离心薄膜式(5)其他型式:板壳式、热管2.换热器设计标准:中国:GB 151 《管壳式换热器》美国:TEMATEMA—Tubular Exchanger Manufacturers Association (管式交换器制造商协会),TEMA标准就是该协会下属的技术委员会编制的一本关于列管式换热器设计、制造和检验的标准,是目前世界上使用最广泛的列管式换热器标准。
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换热器设计1.换热器选型说明1.1 换热器类型换热器类型很多,按其用途分,有加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器。
按其结构分,有列管式、板式等。
不同类型换热器,其性能各异。
管型换热器又可以分为蛇管式换热器、套管式换热器、管壳式换热器。
板型换热器可分为螺旋板式换热器、板式换热器、板翘式换热器。
换热器的结构分类见下表:表1-1 换热器的结构分类1.2 换热器类型选择换热器选型时需要考虑的因素是多方面的,主要有:①流体的性质;②热负荷及流量大小;③温度、压力及允许压降的范围;④设备结构、材料、尺寸、重量;⑤价格、使用安全性和寿命。
在换热器选型中,除考虑上述因素外,还应对结构强度、材料来源、制造条件密封性、安全性等方面加以考虑。
1.3 管壳式换热器的分类与特点在众多类型的换热器结构中,管壳式换热器是用得最广泛的一种换热设备类型。
它的突出优点是:单位体积设备所能提供的传热面积大,传热效果好,结构坚固,而且可以选用的结构材料范围也比较宽广,清洗方便,处理量大,工作可靠,故适应性较强,操作弹性较大。
它的设计资料和数据比较完善,目前在许多国家已有系列化标准,因而在各种换热器的竞争发展中占有绝对优势。
综合考虑该类型换热器的优点和本次设计工艺的特点,大部分都采用的是管壳式换热器。
管壳式换热器是把管子与管板连接,再用壳体固定。
它的型式大致分为固定管板式、釜式、浮头式、U型管式、滑动管板式、填料函式及套管式等几种。
表1-2管壳式换热器的性能对比表种类优点缺点应用范围相对费用耗用金属固定结构简单、紧凑,能承压力高,造价低,当管束与壳体的壁温或材料的线膨胀系数相差不易结垢并能清洗,管、壳程两侧温差不1.0 302. 换热器设计举例.本工艺主要分为三个部分:预处理反应部分、吸收部分和精馏部分。
这三个部分总共有26台换热器(换热器,冷凝器,再沸器)。
我们主要对吸收部分的E0202换热器做详细设计。
2.1 设计任务和设计条件.本工艺流程中,丙烯腈分离塔T-106底侧线出来的循环水经给原料丙烯加热后,用液氨将其从69.62℃进一步冷却至4℃之后,与新鲜循环水混合进入混合器做为氢氰酸吸收塔T-103的吸收剂。
设计条件表2-1:介质进口温度(℃)出口温度(℃)压力(MPa)流量(kg/h) 循环水69.62 4 0.132 414351液氨-25 -24.36 0.1782.2 确定设计方案2.2.1 选择换热器类型两流体温差变化情况:热流体(循环水)进口温度69.62℃,出口温度4℃;冷流体(液氨)进口温度-25℃,出口温度-24.36℃。
两流体均不易结垢且能够清洗,管、壳侧温差较大,综合考虑,初步确定选用固定管板式换热器。
2.2.2 流程安排从两流体的进、出口温度来看,热流股(循环水)属于被冷却介质,为了方便散热,宜走壳程;考虑到冷流股(液氨)对管道具有一定的腐蚀作用,为了避免壳体和管束同时被腐蚀,宜走管程。
2.3 确定物性数据定性温度:对于低粘度液体液氨和水,其定性温度可以取流体进出口温度的平均值。
故壳程流体的定性温度为: T壳 =℃=36.81℃管程流体的定性温度为:T管 =℃=-24.68℃根据定性温度,分别查取壳程和管程流体的有关物性数据表2-2。
物性液氨(管程)循环水(壳程)温度(℃)-24.68 36.81密度ρ(kg/m3)671.37 1221.72定压比热容Cp(kJ/kg·K) 5.075 5.12热导率λ(W/m·K)0.5785 0.7578黏度μ(Pa·s)0.37*10-4 0.78*10-32.4 估算传热面积在热损失可以忽略不计的条件下,对于无相变的工艺物流,由传热基本方程式Q=KAΔt来估算传热面积。
1. 传热量Q==4143515.12(69.62-4)=1.39*108(KJ/h)=38611.1KW2. 液氨量W===4.28*107(kg/h)3. 平均传热温差循环水69.62℃ → 4℃液氨 -25℃ ← -24.36℃温差94.62℃28.36℃Δt===54.99℃(以逆流计)计算温差校正系数εΔt,首先得算出R和P,再按温差校正系数图查取εΔt值。
R==P==按单壳程,双管程结构,查温差校正系数图得:εΔt0.98所以平均传热温差:Δt=εΔtΔt=54.99*0.98=53.89℃3. 估算传热面积参照热交换器的总传热系数概算值表,假设总传热系数K=780W/(m2.k) 则所需传热面积为:A=== 918.6(m2)取安全系数1.04,则 Ap=918.6*1.04= 955.3(m2)2.5工艺结构尺寸1.管径和管内流速选用Φ25X2.5的16Mn材质的传热管,取管内流速为ui=1.15m/s.2.管程数和传热管数根据传热管内径和流速确定单程传热管数,管长l取12m。
管子根数:Nt==980.2取981根按单管程设计,传热管过长,宜采用多管程结构。
根据本设计实际情况,采用标准设计,现取换热管长l=6m.则该换热器的管程数为: Np===2(管程)传热总管数: Nt=9812=1962(根)3. 平均传热温差校正与壳程数温差校正系数εΔt与流体的进出口温度有关,也与换热器的壳程数及管程数有关。
首先得计算出R和P,再按温差校正系数图查取εΔt值,得:εΔt 0.98由于εΔt0.980.8,同时壳程流体流量较大,故取单壳程合适。
4. 传热管排列及管心距采用组合排列法,即每程内均按正三角形排列,隔板两侧采用正方形排列。
因为正三角形排列在相同的管板面积上可排较多的管子,并且管外表面传热系数较大;正方型排列,管外易于进行机械清理。
综合考虑组合排列的优点和该换热器的特点,传热管采用组合排列法。
取管心距a=1.25d则管心距为:a=1.25×25=31.25≈32mm隔板中心到离其最近一排管中心距离为:S=+6=+6=22(mm)各程相邻管的管心距为: 2S=222mm=44mm通过管中心线管数: NTC=1.1=1.1=48.75. 壳体内径采用多管程结构,壳体内径可按下式计算,取管板利用率η=0.80,则壳体内径为:D=1.05a=1.0532=1664.0(mm)按卷制壳体的进级档,圆整可取D=1700mm6. 折流板采用弓形折流板,取弓形折流板圆缺高度为壳体内径的25%。
(1)切去的圆缺高度为: h=0.25D=0.251700mm=425(mm)(2)取折流板间距为: B=0.20D=0.201700mm=390(mm)按标准圆整后取B=450mm(3) 折流板数NB: NB=-1=-112.3取13(块)折流板圆缺面水平装配。
不设旁流挡板,NB0=0.7. 拉杆(1) 拉杆直径表2-3:换热管外径/mm 10 14 19 25 32 38 45 57 直径/mm 10 12 12 26 16 16 16 16换热管的外径为25mm,所以拉杆直径为16mm(2) 拉杆数量表2-4:<400<700 <900 <1300 <1500 <1800 <2000 10 4 6 10 12 16 18 2412 4 4 8 10 12 14 1816 4 4 6 6 8 10 12拉杆数量:查拉杆数量与壳体公称直径表,本换热器壳体内径为1700mm,拉杆直径=16mm,所以拉杆数量为10.(3)拉杆尺寸拉杆的长度=Ld+L,如下表2-5 的标准:拉杆直径d/mm拉杆螺纹公称直径d/mm L/mmL/mm管板上拉杆孔深L/mm10 10 13 40 1612 12 15 50 1816 16 20 60 20从表中可以得到:直径d=16mm的拉杆; 拉杆螺纹公称直径d =16mm; ,管板上拉杆孔深L=20mm; L60mm. L=20mm拉杆长度=Ld+L96mm拉杆与管板的固定形式:全焊接方法8. 防冲挡板:液体物料=1221.722.5=7635.6kg/(m.s)>740 kg/(m.s),要设置防冲挡板。
9. 接管(1) 壳程流体进出口接管:取接管内液体的流速为u1=2.5m/s,则接管内径为:D1==m=0.219 m=219mm圆整后可取管内径为250mm.(2) 管程流体进出口接管:取接管内流体的流速为u2=2.65m/s,则接管内径为:D2==m= 0.951m=951mm圆整后可取管内径为 1000mm10. 管板结构根据:壳体的内径为1700mm,圆整后的公称直径为1800mm;操作压力=0.132MPa, 定性温度=36.81℃查固定管板式换热器管板尺寸得到有关尺寸:固定管板长度D=1960mm; D=1910mm; D=1790mm; D=1798mm;D=D=1800mm; D=1850mm; b=50mm; c=14mm; d=27mm 螺栓孔数=64个.;2.6 换热器核算2.6.1 热流量核算1. 壳程表面传热系数用克恩法计算:当量直径: d==0.02m(三角形排列)壳程流体流通截面积:=BD(1-)=0.45×1.7×(1-)=0.167m壳程流体流速及雷诺数分别为:流速u=雷诺数 Re=普朗特常数:Pr=黏度校正:壳程表面传热系数为:2. 管内表面传热系数管程流体流通截面积: S=管程流体流速及雷诺数:流速u=雷诺数 Re=普朗特常数:Pr=管内表传热系数为:w/(m2.k)3. 污垢热阻和管壁热阻查取污垢系数表,可取管外侧污垢热阻: Ro=0.0006 m2.k/w管内测污垢热阻: Ri=0.000172 m2.k/w表2-5 常用金属材料的热导率/[W/(m.k)]温度/℃0 100铝227.95 227.95 铜383.79 379.14 镍93.04 82.57 碳钢52.34 48.58 不锈钢16.28 17.4516MnDG在该条件下的热导率近似为50 W/(m·k)管壁热阻: Rw===0.00005 (m2.k/w)b——传热管壁厚,m;λm——管壁热导率,m.k/w.4. 总传热系数K05 传热面积裕度传热面积Ac为: Ac=换热器的实际传热面积为: Ap =传热面积裕度;: H===10.28%传热面积裕度合适,该换热器能够为完成生产任务。
2.6.2 壁温核算管、壳侧(Re=2086690.5>4000)、(Re=13626.9>4000)均为湍流。
壳侧热流股的平均温度:Tm=0.4T1+0.6T2=0.469.62+0.64=30.248℃管侧冷流股的平均温度:tm=0.4t2+0.6t1=0.4(-24.36)+0.6(-25)=-24.744℃αc=αi=48230.4 w/(m2.k)αh=α0=4816.96 w/(m2.k)传热管平均壁温: t===-19.75℃壳体壁温:可近似取为壳程流体的平均温度,即T==36.81℃壳程温差与传热管壁温之差为:Δt=T-t=36.81-(-19.75)=56.56℃该温差较大,因此需设置温度补偿装置。