化工原理課程設(shè)計(jì)---用水冷卻煤油產(chǎn)品的列管式換熱器的設(shè)計(jì)

1、<p>　　用水冷卻煤油產(chǎn)品的列管式換熱器的設(shè)計(jì)：</p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)任務(wù)及條件</b></p><p>　?。?）使煤油從140℃冷卻到40℃，壓力1bar；</p><p>　　（2）冷卻劑為水，水壓力為3bar，處理量為10t/h。</p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)內(nèi)容&l

2、t;/b></p><p>　?。?）合理的參數(shù)選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：</p><p>　　傳熱面積；管程設(shè)計(jì)包括：總管數(shù)、程數(shù)、管程總體阻力校核；殼體直徑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括流體壁厚；主要進(jìn)出口管徑的確定包括：冷熱流體的進(jìn)出口管</p><p>　?。?）傳熱計(jì)算和壓降計(jì)算：設(shè)計(jì)計(jì)算和校核計(jì)算。</p><p><b>　　三、設(shè)計(jì)成果

3、</b></p><p>　?。?）設(shè)計(jì)說明書一份；</p><p>　?。?）A4設(shè)計(jì)圖紙包括：換熱器的設(shè)備尺寸圖。 目錄</p><p><b>　　第一章 緒論1</b></p><p><b>　　1.1

4、 概述1</b></p><p>　　1.2 換熱器設(shè)計(jì)依據(jù)1</p><p>　　1.3 換熱器選型1</p><p>　　1.3.1 固定管板式換熱器2</p><p>　　1.3.2 浮頭式換熱器2</p><p>　　1.3.3 U型管式換熱器2</p><p>

5、　　1.3.4 填料函式換熱器3</p><p>　　第二章 確定設(shè)計(jì)方案4</p><p>　　2.1換熱器類型的選型4</p><p>　　2.1.1 換熱器內(nèi)冷熱流體通道的選擇4</p><p>　　2.1.2 換熱管的選擇5</p><p>　　第三章 確定物性參數(shù)6</p>&l

6、t;p>　　第四章 估算傳熱面積7</p><p>　　4.1 熱流量7</p><p>　　4.2 平均傳熱溫差7</p><p>　　4.3 冷卻水用量7</p><p>　　4.4 總傳熱系數(shù)K7</p><p>　　4.4.1管程傳熱系數(shù)7</p><p>　

7、　4.5 傳熱面積8</p><p>　　第五章 工藝結(jié)構(gòu)尺寸9</p><p>　　5.1 管徑和管內(nèi)流速9</p><p>　　5.2 管程數(shù)和傳熱管數(shù)9</p><p>　　5.3 平均傳熱溫差校正及殼程數(shù)9</p><p>　　5.4 傳熱管排列和分程方法10</p>&l

8、t;p>　　5.5 殼體內(nèi)徑10</p><p>　　5.6 折流板10</p><p>　　5.7 接管10</p><p>　　第六章 換熱器核算12</p><p>　　6.1 熱量核算12</p><p>　　6.1.1殼程對(duì)流傳熱系數(shù)12</p><p>　

9、　6.1.2 管程對(duì)流給熱系數(shù)13</p><p>　　6.1.3 傳熱系數(shù)K13</p><p>　　6.2 換熱器內(nèi)流體的流動(dòng)阻力14</p><p>　　6.2.1.管程流動(dòng)阻力14</p><p>　　6.2.2.殼程流動(dòng)阻力14</p><p>　　第七章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)16</p>

10、<p>　　7.1 殼體直徑、長度、厚度設(shè)計(jì)16</p><p>　　7.2 換熱器封頭尺寸設(shè)計(jì)16</p><p>　　7.3 法蘭及各連接材料的選擇17</p><p>　　7.3.1選定法蘭結(jié)構(gòu)17</p><p>　　7.3.2選定墊片結(jié)構(gòu)18</p><p>　　7.4 流體進(jìn)

11、、出口接管直徑的計(jì)算18</p><p>　　7.5 開孔補(bǔ)強(qiáng)19</p><p>　　7.6 支座選用20</p><p>　　第八章 匯 總22</p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p><b>　　1.1 概述</b></

12、p><p>　　隨著換熱器在工業(yè)生產(chǎn)中的地位和作用不同，換熱器的類型也多種多樣，不同類型的換熱器各有優(yōu)缺點(diǎn)，性能各異。在換熱器設(shè)計(jì)中首先應(yīng)該根據(jù)工藝要求選擇適合的類型，然后計(jì)算換熱器所需傳熱面積，并確定換熱管的結(jié)構(gòu)尺寸。</p><p>　　1.2 換熱器設(shè)計(jì)依據(jù)</p><p>　　1） 《浮頭式換熱器和冷凝器型式與基本參數(shù)》 JB/T4714-05<

13、;/p><p>　　2） 《固定管板式換熱器型式與基本參數(shù)》 JB/T4715-05</p><p>　　3） 《管式換熱器用金屬包墊片》 JB/T4718-05</p><p>　　4） 《管式換熱器用纏繞墊片》 JB/T4719-05</p><p&g

14、t;　　5） 《管式換熱器用非金屬包墊片》 JB/T4720-05</p><p>　　6） 《化工設(shè)計(jì)手冊(cè)》 華東理工大學(xué)出版社</p><p><b>　　1.3 換熱器選型</b></p><p>　　在化工生產(chǎn)中，經(jīng)常要求在各種不同的條件下進(jìn)行熱交換，因此對(duì)

15、各種換熱器的要求必然是多種多樣的。而每種類型的換熱器都有其優(yōu)缺點(diǎn)，選擇時(shí)考慮的因素很多，例如材料、壓強(qiáng)、溫度、溫度差、壓強(qiáng)降、流動(dòng)狀態(tài)、傳熱效果、結(jié)垢腐蝕情況、檢修和操作等。</p><p>　　1.3.1 固定管板式換熱器</p><p>　　這類換熱器操作簡單、便宜。最大的缺點(diǎn)是管外側(cè)清洗困難，因而多用于殼側(cè)流體清潔，不易結(jié)垢或污垢容易化學(xué)處理的場合。當(dāng)殼壁與殼壁溫度相差較大時(shí)，由于兩

16、者的熱膨脹不同，產(chǎn)生了很大的溫差應(yīng)力，以致管子扭彎或使管子從管板上松脫，甚至毀壞整個(gè)換熱器，因此，一般管壁與殼壁溫度相差50℃以上時(shí)，換熱器應(yīng)有溫差補(bǔ)償裝置，圖為具有溫差補(bǔ)償圈（或稱膨脹節(jié)）的固定管板式換熱器。</p><p>　　1.3.2 浮頭式換熱器</p><p>　　用法蘭把管束一側(cè)的管板固定到殼體的一端，另一側(cè)的管板不與外殼連接，以便管子受熱或冷卻時(shí)可以自由伸縮。這種形式的優(yōu)點(diǎn)

17、是當(dāng)前兩側(cè)傳熱介質(zhì)溫差較大時(shí)，不會(huì)因膨脹產(chǎn)生溫差壓力，且管束可以自由拉出，便于清洗。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高。</p><p>　　1.3.3 U型管式換熱器</p><p>　　此類換熱器只有一個(gè)管板，管程至少為兩程。由于管束可以取出，管外側(cè)清洗方便，另外，管子可以自由膨脹。缺點(diǎn)是U型管的更換及管內(nèi)清洗困難。</p><p>　　考慮到換熱器管壁與殼壁溫差不超過50

18、 ℃，而且應(yīng)用廣泛，操作簡單、方便。用水冷卻氨氣不易結(jié)垢，所以選擇帶有補(bǔ)償圈的固定管板式換熱器。</p><p>　　1.3.4 填料函式換熱器</p><p>　　填料函式換熱器的結(jié)構(gòu)如圖1-4所示。其特點(diǎn)是管板只有一端與殼體固定連接，另一端采用填料函密封。管束可以自由伸縮，不會(huì)產(chǎn)生因殼壁與管壁溫差而引起的溫差應(yīng)力。填料函式換熱器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較浮頭式換熱器簡單，制造方便，耗材少，造價(jià)也比

19、浮頭式的低；管束可以從殼體內(nèi)抽出，管內(nèi)管間均能進(jìn)行清洗，維修方便。其缺點(diǎn)是填料函乃嚴(yán)不高，殼程介質(zhì)可能通過填料函外樓，對(duì)于易燃、易爆、有度和貴重的介質(zhì)不適用。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)任務(wù)為列管式換熱器工藝設(shè)計(jì)，用冷水冷卻煤油。煤油作為熱流體，其入口溫度為140°C，出口溫度為40°C；水作為冷流體，入口溫度為25°C,出口溫度為35°C。該換熱器采用循環(huán)冷卻水冷卻，考

20、慮到冬季操作時(shí)進(jìn)口溫度會(huì)降低，估計(jì)該換熱器的關(guān)閉溫和殼體壁溫之差較大，所以初步確定選用浮頭式換熱器。</p><p>　　第二章 確定設(shè)計(jì)方案</p><p>　　2.1換熱器類型的選型</p><p>　　本設(shè)計(jì)任務(wù)是利用冷流體（水）給煤油降溫。利用熱傳遞過程中對(duì)流傳熱原則，制成換熱器，以供生產(chǎn)需要。 </p><p>　　選擇換熱器時(shí)，

21、要遵循經(jīng)濟(jì)，傳熱效果優(yōu)，方便清洗，復(fù)合實(shí)際需要等原則。不同的換熱器適用于不同的場合。換熱器的選擇涉及的因素很多，如換熱流體的腐蝕性及其他特性，操作溫度與壓力，換熱器的熱負(fù)荷，管程與殼程的溫差，檢修與清洗要求等。而列管式換熱器在生產(chǎn)中被廣泛利用。它的結(jié)構(gòu)簡單、堅(jiān)固、制造較容易、處理能力大、適應(yīng)性大、操作彈性較大。尤其在高壓、高溫和大型裝置中使用更為普遍。所以首選間壁式換熱器中的列管式換熱器作為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。</p><p&

22、gt;　　2.1.1 換熱器內(nèi)冷熱流體通道的選擇</p><p>　　冷、熱流體流動(dòng)通道的選擇的一般原則：(1)不潔凈或易結(jié)垢的液體宜在管程，因管內(nèi)清洗方便。(2)腐蝕性流體宜在管程，以免管束和殼體同時(shí)受到腐蝕。(3)壓力高的流體宜在管內(nèi)，以免殼體承受壓力。(4)飽和蒸汽宜走殼程，因飽和蒸汽比較清潔，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)與流速無關(guān)，而且冷凝液容易排出。(5)流量小而粘度大的流體一般以殼程為宜，因在殼程Re>100即

23、可達(dá)到湍流。但這不是絕對(duì)的，如流動(dòng)阻力損失允許，將這類流體通入管內(nèi)并采用多管程結(jié)構(gòu)，亦可得到較高的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。(6)若兩流體溫差較大，對(duì)于剛性結(jié)構(gòu)的換熱器，宜將表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)大的流體通入殼程，以減小熱應(yīng)力。需要被冷卻物料一般選殼程，便于散熱。 </p><p>　　由于循環(huán)冷卻水容易結(jié)垢，為便于水垢清洗，應(yīng)使循環(huán)水走管程，油品走殼程。</p><p>　　2.1.2 換熱管的選擇</

24、p><p>　　選用較小直徑的管子，可以提高流體的對(duì)流給熱系數(shù)，并使單位體積設(shè)備中的傳熱面積增大，設(shè)備較緊湊，單位傳熱面積的金屬耗量少，但制造麻煩，小管子易結(jié)垢，不易清洗，可用于較清潔流體。大管徑的管子用于粘性較大或易結(jié)垢的流體。</p><p>　　我國列管式換熱器常采用無縫鋼管，規(guī)格為外徑×壁厚，常用的換熱管的規(guī)格：φ19×2，φ25×2.5，φ38×

25、;3。</p><p>　　在此項(xiàng)目設(shè)計(jì)中選擇換熱管的規(guī)格為φ25×2.5碳鋼管，管內(nèi)流速取u=0.5m/s</p><p>　　第三章 確定物性參數(shù)</p><p>　　定性溫度：可去流體進(jìn)口溫度的平均值。</p><p>　　殼程油的定性溫度為T==90(°C)</p><p>　　管程冷卻水

26、的定性溫度為t==30(°C)</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)。（注：水的物性參數(shù)在《化工原理上冊(cè)》課本上找的，煤油的物性參數(shù)在網(wǎng)上找的，由于網(wǎng)上參數(shù)甚多，有些參數(shù)會(huì)有偏差。）</p><p>　　油在90°C下的有關(guān)物性數(shù)據(jù)如下：</p><p>　　密度 ρ=825 ㎏/ m3<

27、/p><p>　　定壓比熱容 c=2.22 kJ/（kg.k）</p><p>　　導(dǎo)熱系數(shù) =0.140 （W/m.k）</p><p>　　粘度 η=0.000715（Pa.s）</p><p>　　循環(huán)冷卻水在30°C下的有關(guān)物性數(shù)據(jù)如下：</p><p>　　密度

28、 ρ=995.7 ㎏/ m3</p><p>　　定壓比熱容 c=4.174kJ/（kg.k）</p><p>　　導(dǎo)熱系數(shù) =0.618 （W/m.k）</p><p>　　粘度 η=0.000801（Pa.s）</p><p>　　第四章 估算傳熱面積</p><p>

29、<b>　　4.1 熱流量</b></p><p>　　Q==10000 x 2.22 x (140-40)=2.2 x10(kJ/h)=616.7（kW）</p><p>　　4.2 平均傳熱溫差</p><p><b>　　===39(°C)</b></p><p>　　4.3

30、冷卻水用量</p><p>　　4.4 總傳熱系數(shù)K</p><p>　　4.4.1管程傳熱系數(shù)</p><p><b>　　故采用下式計(jì)算：</b></p><p>　　4.4.2殼程傳熱系數(shù)</p><p>　　假設(shè)殼程的傳熱系數(shù) W/（m°C）</p><p&

31、gt;<b>　　污垢熱阻</b></p><p><b>　　管壁的導(dǎo)熱系數(shù)</b></p><p><b>　　=219.5</b></p><p><b>　　4.5 傳熱面積</b></p><p>　　考慮15%的面積裕度，</p>

32、<p>　　第五章 工藝結(jié)構(gòu)尺寸</p><p>　　5.1 管徑和管內(nèi)流速</p><p>　　選用的碳鋼換熱管，管內(nèi)流速</p><p>　　5.2 管程數(shù)和傳熱管數(shù)</p><p>　　根據(jù)傳熱管內(nèi)徑和流速確定單程傳熱管數(shù)</p><p><b>　?。ǜ?lt;/b><

33、;/p><p>　　按單管程計(jì)算所需換熱管的長度</p><p>　　按單管程設(shè)計(jì)，傳熱管過長，現(xiàn)取傳熱管長，則該換熱器的管程數(shù)為</p><p><b>　?。ü艹蹋?lt;/b></p><p>　　傳熱管的總根數(shù)取標(biāo)準(zhǔn)傳熱管根數(shù)為220根</p><p>　　5.3 平均傳熱溫差校正及殼程數(shù)<

34、/p><p>　　平均傳熱溫差校正系數(shù)</p><p>　　按單殼程雙管程結(jié)構(gòu)，查單殼程圖(化工原理書p229)，因 </p><p>　　在圖上難以讀取，因而相應(yīng)以代替R，PR代替P，查同一圖線得</p><p><b>　　平均傳熱溫差</b></p><p&

35、gt;　　5.4 傳熱管排列和分程方法</p><p>　　采用組合排列，即每層內(nèi)按正三角形排列，隔板兩側(cè)按正方形排列。取管心距，則</p><p>　　橫過管束中心線的管數(shù)</p><p><b>　　5.5 殼體內(nèi)徑</b></p><p>　　采用多管程結(jié)構(gòu)，取管板利用率，則殼體內(nèi)徑</p>&l

36、t;p><b>　　圓整取</b></p><p><b>　　5.6 折流板</b></p><p>　　采用弓形折流板，取弓形折流板圓缺高度為殼體內(nèi)徑的25%，則切去的圓缺高度為</p><p><b>　　，取h=150mm</b></p><p><b&g

37、t;　　取折流板間距為，則</b></p><p><b>　　，取</b></p><p><b>　　折流板數(shù)（塊）</b></p><p>　　折流板圓缺水平面安裝。</p><p><b>　　5.7 接管</b></p><p>

38、　　殼程流體（煤油）進(jìn)出口接管：取接管內(nèi)煤油流速為1.0m/s，則接管內(nèi)徑</p><p>　　取標(biāo)準(zhǔn)管徑為50mm。</p><p>　　管程流體（循環(huán)水）進(jìn)出口接管，取接管內(nèi)循環(huán)水的流速為1.5m/s，則接管內(nèi)徑</p><p>　　取標(biāo)準(zhǔn)管徑為125mm</p><p>　　（根據(jù)我查得的資料，管道的標(biāo)準(zhǔn)口徑有：DN6、DN10、DN1

39、5、DN20、DN25、、DN32、DN40、DN50、DN80、DN100、DN150、DN200、DN250、DN300、DN400、DN500、DN600……DN1000、DN1200……DN2400等）</p><p>　　第六章 換熱器核算</p><p><b>　　6.1 熱量核算</b></p><p>　　6.1.1殼程對(duì)

40、流傳熱系數(shù)</p><p>　　對(duì)于圓缺形折流板，可采用克恩公式</p><p>　　當(dāng)量直徑由正三角形排列得</p><p><b>　　殼程流通截面積</b></p><p>　　殼程流體流速、雷諾數(shù)、普蘭德數(shù)及殼程對(duì)流傳熱系數(shù)分別為</p><p>　　6.1.2 管程對(duì)流給熱系數(shù)<

41、/p><p><b>　　管程流通截面積</b></p><p>　　管程流體流速、雷諾數(shù)、普蘭德數(shù)及管程對(duì)流傳熱系數(shù)分別為</p><p>　　6.1.3 傳熱系數(shù)K</p><p>　　6.1.4 傳熱面積</p><p>　　該換熱器的實(shí)際換熱面積</p><p>&

42、lt;b>　　面積裕度為</b></p><p>　　換熱面積裕度合適，能夠滿足設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　6.2 換熱器內(nèi)流體的流動(dòng)阻力</p><p>　　6.2.1.管程流動(dòng)阻力</p><p>　?。‵t結(jié)垢校正系數(shù)，Np管程數(shù)，Ns殼程數(shù)）</p><p>　　取換熱管的管壁粗糙度為0

43、.01mm，則，而，查圖得</p><p><b>　　對(duì)的管子有</b></p><p>　　管程阻力在允許的范圍之內(nèi)。</p><p>　　6.2.2.殼程流動(dòng)阻力</p><p>　　對(duì)殼程有折流擋板時(shí)，計(jì)算殼程阻力的方法有Bell法、Kern法和Esso法等。Bell法計(jì)算結(jié)果與實(shí)際數(shù)據(jù)的一致性較好，但計(jì)算比較麻

44、煩，而且對(duì)換熱器的結(jié)構(gòu)尺寸要求較詳細(xì)。工程計(jì)算中常采用Esso法，該法的計(jì)算公式如下：</p><p>　?。‵s為結(jié)垢校正系數(shù)，對(duì)液體Fs=1.15，Ns為殼程數(shù)）</p><p><b>　　流體流經(jīng)管束的阻力</b></p><p>　　F為管子排列方式對(duì)壓強(qiáng)降的校正系數(shù)，正三角形排列F=0.5，正方形直列，正方形錯(cuò)列時(shí)，。</p&

45、gt;<p>　　為殼程流體的摩擦系數(shù)，當(dāng)</p><p>　　為橫過管束中心線的管數(shù)，</p><p>　　折流板間距，折流板數(shù)</p><p>　　流體流經(jīng)折流板缺口的阻力</p><p>　　該換熱器的管程與殼程壓降均滿足要求，故所設(shè)計(jì)的換熱器合適。</p><p><b>　　第七章

46、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　7.1 殼體直徑、長度、厚度設(shè)計(jì)</p><p>　　由上面的計(jì)算可得殼體直徑為</p><p><b>　　殼體長度為</b></p><p><b>　　操作壓力</b></p><p>　　根據(jù)以上假設(shè)和查表數(shù)據(jù)可得&

47、lt;/p><p>　　按化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（天津大學(xué)出版社）P87，腐蝕余量，鋼板厚度負(fù)偏差</p><p><b>　　設(shè)計(jì)厚度</b></p><p>　　因而可取名義厚度。但對(duì)碳素鋼，規(guī)定不包括腐蝕裕量的最小厚度應(yīng)不小于3mm，若加上2mm的腐蝕裕量，名義厚度至少應(yīng)取5mm。</p><p>　　按化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（天

48、津大學(xué)出版社）取殼體厚度</p><p>　　7.2 換熱器封頭尺寸設(shè)計(jì)</p><p>　　考慮綜合因素，使用標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭，材料使用碳素鋼Q235-C，焊接接頭形式采用雙面焊對(duì)接接頭，無損檢測比例100%，故。參考化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（天津大學(xué)出版社）附錄得，在下，厚度假設(shè)為時(shí)，碳鋼Q235-c的許用應(yīng)力為</p><p>　　管程壓力為0.1Mpa，殼程壓力為0.

49、3Mpa，按計(jì)算。</p><p>　　根據(jù)以上假設(shè)和查表數(shù)據(jù)可得</p><p>　　按過程設(shè)備設(shè)計(jì)（化學(xué)工業(yè)出版社），腐蝕余量，鋼板厚度負(fù)偏差</p><p><b>　　設(shè)計(jì)厚度</b></p><p>　　因而可取名義厚度。但對(duì)碳素鋼，規(guī)定不包括腐蝕裕量的最小厚度應(yīng)不小于3mm，若加上2mm的腐蝕裕量，名義厚度至

50、少應(yīng)取5mm。有鋼材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，名義厚度取為5mm。</p><p>　　，沒有變化，故取名義厚度合適。</p><p><b>　　因?yàn)?lt;/b></p><p>　　由此可得橢圓頭短半徑</p><p>　　7.3 法蘭及各連接材料的選擇</p><p>　　7.3.1選定法蘭結(jié)構(gòu)</p&

51、gt;<p>　　工藝操作條件所給出的各參數(shù)如下：</p><p><b>　　壓力</b></p><p><b>　　溫度</b></p><p>　　根據(jù)上述數(shù)據(jù)，查看《JB_4700~4707壓力容器法蘭》可得</p><p>　　法蘭類型：松式法蘭</

52、p><p>　　法蘭材料：Q235</p><p>　　壓緊面： 凹凸面</p><p>　　7.3.2選定墊片結(jié)構(gòu)</p><p>　　根據(jù)上述數(shù)據(jù)，查看《JB_4700~4707壓力容器法蘭》可得</p><p>　　墊片形式：耐油墊</p><p>　　墊片壓緊面形狀

53、：凹凸形壓緊面</p><p>　　墊片材料：橡膠石棉板</p><p>　　按《GB150-1998鋼制壓力容器》可得</p><p><b>　　墊片系數(shù)：</b></p><p><b>　　比壓力：</b></p><p>　　墊片接觸寬度

54、：</p><p>　　墊片基本密封寬度：</p><p>　　墊片有效密封寬度：</p><p>　　墊片壓緊力作用中心圓計(jì)算直徑：</p><p>　　預(yù)緊時(shí)需要的壓緊力：</p><p>　　操作狀態(tài)下，需要的最小墊片壓緊力：</p><p>　　7.4 流體進(jìn)、出口接管直

55、徑的計(jì)算</p><p>　　殼程流體（煤油）進(jìn)出口接管：取接管內(nèi)煤油流速為1.0m/s，則接管內(nèi)徑</p><p>　　取標(biāo)準(zhǔn)管徑為80mm。</p><p>　　管程流體（循環(huán)水）進(jìn)出口接管，取接管內(nèi)循環(huán)水的流速為1.5m/s，則接管內(nèi)徑為</p><p>　　取標(biāo)準(zhǔn)管徑為100mm</p><p><b&g

56、t;　　7.5 開孔補(bǔ)強(qiáng)</b></p><p>　　a、確定殼體和接管的的計(jì)算厚度及開孔直徑</p><p>　　由已知條件可知?dú)んw的計(jì)算厚度，接管的計(jì)算厚度為（以冷卻水進(jìn)出接管為例，由上可知，冷卻管直徑，材質(zhì)為20號(hào)鋼管）</p><p>　　式中，Pc——計(jì)算壓力，取Pc=0.6MPa</p><p>　　D0=100mm

57、 查表得：=0.85</p><p>　　查表得：140=132MPa</p><p><b>　　計(jì)算得</b></p><p>　　開孔直徑為d=d1+2c=(100-2c)=（100-2×4）+2×2=96mm</p><p>　　b、確定殼體和實(shí)際厚度，開孔有效補(bǔ)強(qiáng)厚度B及外側(cè)有效補(bǔ)強(qiáng)厚度h1

58、，已知?dú)んw的名義厚度為6mm，接管名義厚度接管的有效補(bǔ)強(qiáng)寬度為</p><p>　　B=2d=2×96=192mm</p><p>　　接管外側(cè)有效補(bǔ)強(qiáng)厚度</p><p>　　c、計(jì)算需要補(bǔ)強(qiáng)的金屬面積和可以作為補(bǔ)強(qiáng)的金屬面積：需要補(bǔ)強(qiáng)的金屬面積：</p><p>　　96×3.1=297.6mm2</p>

59、<p><b>　　d、</b></p><p>　　e、 比較Ae與A，Ae＞A，同時(shí)計(jì)算接管和殼體焊接面積A3之后，該開孔接管補(bǔ)強(qiáng)的強(qiáng)度足夠。</p><p><b>　　7.6 支座選用</b></p><p><b>　　殼體質(zhì)量m1：</b></p><p&

60、gt;　　單位長度的筒體質(zhì)量為</p><p><b>　　則 </b></p><p><b>　　封頭的質(zhì)量m2</b></p><p>　　的標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，其質(zhì)量m=12.3Kg，所以m2=12.3×2=24.6Kg</p><p><b>　　水的質(zhì)量</b>

61、;</p><p><b>　　，式中裝填系數(shù)</b></p><p><b>　　儲(chǔ)罐體積</b></p><p><b>　　則 </b></p><p><b>　　附件質(zhì)量</b></p><p>　　管子質(zhì)量 單重 7

62、.82Kg</p><p><b>　　有：</b></p><p>　　法蘭質(zhì)量PN=0.6MPa； DN=450mm；法蘭質(zhì)量70Kg。</p><p><b>　　則 </b></p><p><b>　　設(shè)備總質(zhì)量：</b></p><p>

63、;　　m=m1+m2+m3+m4+m法=301.5+24.6+750+280+985.32=2341.4Kg</p><p><b>　　支座計(jì)算</b></p><p>　　每個(gè)支座承受11.47KN，選用重型B1型，120度包角，焊制，雙筋，帶墊片的鞍座。</p><p><b>　　第八章 匯 總</b><

64、/p><p><b>　　換熱器主要結(jié)構(gòu)尺寸</b></p><p><b>　　其他工藝參數(shù)：</b></p><p>　　殼體長度 6000mm</p><p>　　殼體厚度 5mm</p><p>　　封頭類型 標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭</p>&

65、lt;p>　　封頭材料 碳素鋼Q235-C</p><p>　　封頭厚度 5mm</p><p>　　封頭短半徑 150mm</p><p>　　法蘭類型 松式法蘭</p><p>　　法蘭材料 Q235</p><p>　　法蘭緊壓面 凹凸面&

66、lt;/p><p>　　墊片類型 耐油墊</p><p>　　墊片材料 橡膠石棉板</p><p>　　墊片系數(shù) 2.75</p><p>　　比壓力 25.5Mpa</p><p>　　墊片接觸寬度 20mm</p>

67、<p>　　墊片基本密封寬度 10mm</p><p>　　墊片有效密封寬度 8mm</p><p>　　中心圓計(jì)算直徑 684mm</p><p>　　預(yù)緊時(shí)需要的壓緊力 438143N</p><p>　　最小墊片壓緊力 28350N &

68、lt;/p><p><b>　　參考文獻(xiàn):</b></p><p>　　1.大連理工大學(xué)編著.化工原理（上.下冊(cè)）.高等教育出版社出版, 2002</p><p>　　2.譚蔚、聶清德. 化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ).天津大學(xué)出版社,2007 </p><p>　　3.黃璐、王保國.化工設(shè)計(jì).化學(xué)工業(yè)出版社,2001</p>

69、;<p>　　4.錢自強(qiáng)、林大均、蔡祥興. 大學(xué)工程制圖 .華東理工大學(xué)出版社,2005</p><p>　　5.上海設(shè)計(jì)院 .化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)（上.下）.化學(xué)工業(yè)出版社,1986</p><p>　　6.柴誠敬、劉國維、李阿娜. 化工原理課程設(shè)計(jì).天津科學(xué)技術(shù)出版社 ,1995

70、 </p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　本次化工課程設(shè)計(jì)差不多花了兩周時(shí)間，說實(shí)話剛開始的時(shí)候腦袋里全是漿糊，根本不知道如何著手去做，可隨著時(shí)間的推進(jìn)設(shè)計(jì)開始有了眉目，到現(xiàn)在即將完成此次設(shè)計(jì)，自己也有一些感觸。</p><p>　　首先這是

71、化工原理以來第一次獨(dú)立的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過程中不僅要考慮理論上的可行性還要考慮生產(chǎn)上的安全性和經(jīng)濟(jì)合理性。在上學(xué)期的化工原理學(xué)習(xí)中我對(duì)換熱器的認(rèn)識(shí)只存在于書本的例題和習(xí)題，而這次課程設(shè)計(jì)讓我接觸完完整整它的計(jì)算。讓我感覺到光是平時(shí)學(xué)習(xí)的內(nèi)容對(duì)于工程方面的應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，這需要我們自覺得培養(yǎng)自己的自學(xué)能力，設(shè)計(jì)讓我學(xué)會(huì)了離開老師進(jìn)行獨(dú)立的自主學(xué)習(xí)，參看多本指導(dǎo)書，完善自己的設(shè)計(jì)。</p><p>　　同時(shí)通過課程設(shè)計(jì)我還