电子的版U型管换热器说明书

1、实用标准文案精彩文档第二部分、设计说明书1、传热工艺计算1.原始数据壳程水蒸气的进口温度错误！未找到引用源。=205.1错误！未找到引用源壳程水蒸气的出口温度错误！未找到引用源。=95C壳程水蒸气的工作压力错误！未找到引用源。=0.75Mpa管程冷却水的进口温度错误！未找到引用源。=38o C管程冷却水的出口温度错误！未找到引用源。=97o C管程冷却水的工作压力错误！未找到引用源。=1.6 MPa管程冷却水的流量 G2=120t/h2. 定性温度及物性参数管程冷水定性温度 错误！未找到引用源。(38+97)/2=64错误！未找到引用源。管程冷水密度查物性表得 错误！未找到引用源。=981 K

2、g/错误！未找到引用源。管程冷水比热查物性表得 错误！未找到引用源。=4.182KJ/Kg错误！未找到引用源。o C管程冷水导热系数查物性表得 错误！未找到引用源。=0.663w/m错误！未找到引用 源。C管程冷水黏度 错误！未找到引用源。=444.4 10-6Pa错误！未找到引用源。s管程冷水普朗特数查物性表得Pr2=3.41壳程水蒸气定性温度 t1 *1* ”)/2 二(205.1+95)=150(0壳程水蒸气密度查物性表得 错误！未找到引用源。=2.584Kg/错误！未找到引用源 壳程水蒸汽比热查物性表得 错误！未找到引用源。=2.3142错误！未找到引用源。 壳程水蒸气导热系数查物性表

3、得错误！未找到引用源。=0.0263w/m错误！未找到引 用源。实用标准文案精彩文档壳程水蒸气黏度 错误！未找到引用源。=1.3910“pa错误！未找到引用源。s壳程水蒸气的普朗特数查物性表Pri=1.113.传热量与冷水流量取定换热效率为n =0.98查表得r=2113.1103则设计传热量：Q0=G2CP2（t2”2）1000/3600错误！未找到引用源。120000错误！未找到引用源。4.182错误！未找到引用源（97-38）错误！未找到引用源。0.98错误！未找到引用源。1000/3600错误！未找到引用源。8060108（W则加热水流量：G1=Qo/r Cp1（t42）=3.89kg

4、/s4.有效平均温差=tn=（廿t2）（t1-t2） /1nRt1-t2）/（t1-12） =79.84参数p：P =（t2”_t2，）/（t1,_t2，） =0.353参数R:R = （t一t；） /（t2”t2）= 1.87换热器按单壳程两管程设计则查书图2-6 a得：温差校正系数：=0.87有效平均温差：tm - G心=60 实用标准文案精彩文档5. 管程换热系数计算参考表27错误！未找到引用源。初选传热系数：Ko=1OOCW/(m2K)则初选传热面积为：Fo= Qo/(Ko： -tm)= 134.35m2选用错误！未找到引用源。不锈钢的无缝钢管作换热管。则管子外径do=O.O25m管子

5、内径d=0.02m管子长度=5m则所需换热管根数：Nt=Fo/(3.14 doL)=570根可取换热管根数为580根则管程流通面积为：a?= Nt3.14 di2/(4 4) = 0.046 m2管程流速为：2=G2/(ia23600)=0.74管程雷诺数为：Rei=:：i - .1di2/32671管程传热系数为：=3605(1 0.015t1)10.8/(100di)02=4834结构的初步设计：查GB151-1999知管间距按1.25d取：管间距为：s=0.032m分程隔板槽两侧相邻管中心距Sn=0.044m管束中心排管数为：Nc=1.仁N -26根实用标准文案精彩文档取错误！未找到引用

6、源。26根则壳体内径为：Di= s(Nc-1) 4do=0.9m故内径Di=0.9m则长径比为：L/Di=3.33合理。选择单弓形折流板。则弓形折流板的弓高为：h =0.2Di=0.18折流板间距为：B =Di/3= 0.3m折流板数量为：Nb=L/B -1 =9 块6. 壳程换热系数计算壳程流通面积为：2a1= BDi(1 -d0/s)=0.0591m壳程流速为：1亠仲黔18m/s壳程质量流速为：W1 =：氏1=18.3m/s壳程当量直径为：de= (Di2-Ntdo2)/Ntdo=0.033壳程雷诺数为：Re1 -：1；:：1de/1=43433切去弓形面积所占比例按：h/Di=0.3查图

7、438b得为0.145，壳程换热因子查图212得 js=120错误！未找到引用源。实用标准文案精彩文档管外壁温度假定值为：tw1=120错误！未找到引用源。壁温下水的黏度为：错误！未找到引用源。0.186错误！未找到引用源黏度修正系数：.：2=（山.I）0.14=0.7壳程传热系数：:-1 Prl:： ：； :： js=7180de7. 传热系数计算查GB151-1999第138页可知：管程水侧污垢热阻为：r2= 0.000088；厂，；：工壳程污垢热阻为：错误！未找到引用源。0.000176错误！未找到引用源。 管壁热阻r忽略,则总传热系数为：1=1300则传热系数比为：Kj/K03所以假设

8、合理。8. 管壁温度计算管外壁热流密度计算为：qi二 Q0/（Nt3.14 d0L）=59010W/m2错误！未找到引用源。外壁温度为：twi=ti-q2（1/、i亠 r2）实用标准文案精彩文档误差校核：tw1-tw2 =13.41所以误差不大，合适。实用标准文案精彩文档9. 管程压降计算管内壁温度：tw2 “2 -q2d(丄-ri)=92错误！未找到引用源 diai壁温下水的黏度为：E 二30.810Pa S黏度修正系数:错误！未找到引用源2)0.14兀)-1.05实用标准文案精彩文档查得管程摩擦系数为： 2二0.032管程数错误！未找到引用源。2管内沿程压降为：回弯压降为：22LPb4 N

9、t=2148.7 Pa2P2取进出口处质量流速为：Wm = 1600kg/m2*s进出口管处压降为：Wn12勺5：Pn2二 =1957.2 Pa2P2管程污垢校正系数为：错误！未找到引用源。1.4则管程压降为：P2=(Api+ Apb)汇d2+ Apn2=8403.4 Pa管程允许压降错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。即管程压降符合要求10.壳程压降计算壳程当量直径：de=0.042m雷诺数禺=16656查得壳程摩擦系数：错误！未找到引用源。（错误！未找到引用源。图3-2） 管束压降：W?D：（nb+1）L400.562:L2X（11）0.35 X =- X -X = 12273 Pa

10、 2pi de52X834490.0420.94取进出口质量流速：= 1327Kg/m2 s进出口压降：2丄 r时2L Pi2P2I Ntdi=2455.7 Pa丄2实用标准文案精彩文档 X 1.5 = 1055Pa2PL取导流板阻力系数：错误！未找到引用源。导流板压降：AP- = X Ed= 6330Pad2P1M壳程结垢修正系数：错误！未找到引用源。壳程压降：APi二AP0X知 + 也比 += 12273 X 1.48 + 6330 +1055二25549壳程允许压降：错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。符合要求。2、强度计算2.1 换热管材料、规格的选择及功能的确定序号项目符号单位数

11、据来源及计算公式数值1换热管外径dommGB151-1999 错误！未找到引用源。252管长Lmm同上3000实用标准文案精彩文档3传热面积M2S- KAtm管壳式换热器原理与设计134.344换热管根数个SNtnXdDXL5805拉杆%个GB151-1999 错误！未找到引用源。表 43、 4466材料GB150-1999钢制压力容器选 20 钢2.2 管子的排列方式序号项目符号单位数据来源及计算公式数值1正三角形排 列GB151-1999 错误！未找到引用源。2换热管中心距SmmGB151-1999 错误！未找到引用源。323隔板槽两侧 相邻官取小中心距mmGB151-1999 错误！未找

12、到引用源。442.3确定壳体直径序号项目符号单位数据来源及计算公式数值1换热管中心距SmmGB151-1999 错误！ 未找到引用源。表12322换热管根数根_Sn X dDX L5803分程隔板厚 度5mmGB151-1999 错误！未找到引用源。104管束中心排 管数根1.1 错误！未找到引用源。265筒体直径imm = S(We-l) + 4XdD9006实取筒体直 径DMmm*管壳式换热器设计手卅900实用标准文案精彩文档2.4 筒体壁厚确定序号项目符号单位数据来源及计算公式数值1工作压力PMPa给定0.752材料GB150-1999 错误！未找到引用源。16MnR3材料许用应 力MP

13、aGB150-1999 错误！未找到引用源。 表4-11704焊接接头系 数申喘过程设窗殳计为0.855壳程设计压 力EtMPaPc=0.86筒体计算厚 度mms= P Di2.57设计厚度mm4.58名义厚度mm错误！未找到引用源。+错误！未 找到引用源。59实取名义厚 度mmGB151-1999 错误！未找到引用源。510负偏差Cimm过程设笛憔计011腐蚀裕量C5mm（过程设笛设计212有效厚度mm = 一 乞一4 41013设计厚度下 圆筒的计算应力护MPat?cDl-b 5J J- 2%12114校核口已X中MPa ff* X 中144.5合格15设计温度下 圆筒的最大 允许工作压力

14、错误！未找到引用源。MPa25sx 呼 x cp 咲(Di +Sp)0.96实用标准文案精彩文档2.5 液压试验序号项目符号单位数据来源及计算公式数值1试验压力MPa1.2SPa|% -阳0.92圆筒薄膜应 力MPa衍=25B135.53常温下材料 强度指标%MPa（过稈设莆设计衰 D13454校核0.9 错误！未找到引 用源。MPa错误！未找到引用源。0.9 错误！未找到引用源。263.93合格2.6 壳程标准椭圆形封头厚度的计算序号项目符号单位数据来源及计算公式数值1设计压力MPa比=Ci.oi.i)p0.82工作压力PMPa给定0.753材料GB150-1999腳压力諜16MnR4材料许

15、用 应力MPaGB150-1999腳压力容器表 4-11705焊接接头 系数$过程设备设计0.856封头计算 厚度6mm2国峠一 Q弓巴2.57设计厚度mm1 = 8+4.58名义厚度mm错误！未找到引用源。+错误！未找到引用源。59实取名义 厚度mmGB151-1999 错误！未找到引用源。510负偏差mm峭过程设备设计0实用标准文案精彩文档11腐蚀裕量4mm过程设备设计212有效厚度mmSaSa = =岳 一 G G G G313设计温度 下封头的 计算应力MPat臥 D 卄昭(T1=-2SB12114校核r 中MPatr1 tr* x $144.5合格15设计温度 下封头的 最大允许 工

16、作压力错误！未找到引用源。MPa26Bx o1x 0.9616公称直径mm筒体公称直径90017曲面咼度mmJB/T4737-9530018直边高度mmJB/T4737-95402.7 管程标准椭圆形封头厚度的计算序号项目符号单位数据来源及计算公式数值1设计压力MPa吒=(1.0-I.DP1.22工作压力PMPa给定1.23材料GB150-1999错误！未找到引用源。16M nR4材料许用 应力MPaGB150-1999（钢制压力容器 表 4-11705焊接接头 系数*町过程设备设计0.856封头计算 厚度8mmP 卫2dP*-O.S3.757设计厚度mm44Sn 0.866S)135522官

17、板布管 区面积At366084XG2 3600 3 3.14?=120mm实用标准文案精彩文档3管板布管 区当量直径*mm216实用标准文案精彩文档4布管区当 量直径与 直径之比PtP厂範0.235半径Rmm二4706垫片基本 密封宽度禹mm,N*=2257垫片接触 宽度NmmJB/T4704-2000 图 1508垫片有效 密封宽度bmmb = 2.5376；12.629垫片接触 外径DmmJB/T4700-4707-200096510垫片压紧 力作用中 心圆直径%mmDe = 0 21194011系数GB151-1999管壳式换热器0.25812管板削弱 系数|LGB151-1999管壳式

18、换热器0.413管板材料GB150-1999钢制压力容器16M nR14设计温度 下管板材 料的许用应力啡MPaGB150-1999钢制压力容器表 4-112515壳程设计 压力PSMPa已知0.816管程设计 压力PtMPa已知1.217管板设计 压力PdMPa1.218管板厚度&mm60.6319壳程腐蚀 裕量Emm峭过程设备设计220管程腐蚀 裕量Gmm过程设备设计221实取名义 厚度mmGB151-1999管壳式换热器64实用标准文案精彩文档22换热管轴 向应力%MPa、nda时 x 石一E1.错误！未找到引用源。2.错误！未找到引用源。3.错误！未找到引用源。-2.223.3

19、30.08823换热官取 大轴向应 力MPa已知3.3324单根换热 管金属的 横截面积aTT176.62525换热管与 管板焊脚 高度lmmGB151-1999管壳式换热器3.526换热管与 管板连接 的拉脱力qMPafl2.1427许用拉脱 力qMPaM = a5a62.528校核qflrl合格2.10 管箱短节壁厚的确定序号项目符号单位数据来源及计算公式数值1工作压力PMPa给定0.82材料GB150-1999 错误！未找到引用源。16MnR3材料许用应 力WFMPaGB150-1999 错误！未找到引用源。 表4-11704焊接接头系 数申过程设备设计0.855管程设计压 力巳MPap

20、c= (1.0-1DP1.26管箱筒体计 算厚度mmDPex Difl =-2何申一巳3.757设计厚度mm5.75实用标准文案精彩文档8名义厚度mm错误！未找到引用源。+错误！未 找到引用源。109实取名义厚 度mmGB151-1999 错误！未找到引用源。1010负偏差mm过程设爸设计011腐蚀裕量mm（过程设备设计212有效厚度mm513设计厚度下 圆筒的计算应力MPatPKft+M- 址10914校核口尸X中MPa trt X 中144.5合格15设计温度下 圆筒的最大 允许工作压力错误！未找到引用源。MPax otx cb S 詁 J1.62.11 拉杆和定距管的确定序号项目符号单位

21、数据来源及计算公式数值1拉杆直径mmGB151-1999 错误！ 未找到引用源。表43162拉杆数量n根GB151-1999 错误！ 未找到引用源。表4463定距管规格GB151-1999 错误！未找到引用源。4拉杆在管板端螺纹长度4mmGB151-1999 错误！未找到引用源。表 45205拉杆在折流 板端螺纹长 度mmGB151-1999 错误！未找到引用源。表 45606拉杆上的倒 角高度bmmGB151-1999 错误！未找到引用源。表 452实用标准文案精彩文档2.12 折流板的选择2.12.1选型根据GB151-1999错误！未找到引用源。图37选择单弓形水平放置的折流板。2.12

22、.2 折流板尺寸缺口弦高h值，一般取0.2错误！未找到引用源。的圆筒内径，取h=281.8mm2.12.3 换热管无支撑跨距或折流板间距由GB151-1999错误！未找到引用源。表42知，换热管为25X 2.5钢管时，换热 管的最大无支撑跨距为L=1850mm且折流板最小间距一般不小于内径的五分之一且 不小于5mm有传热计算得到B=400mm2.12.4 折流板厚度由GB151-1999错误！未找到引用源。 表34知，DN=900,L=300错误！未找到引用 源。取折流板最小厚度 错误！未找到引用源。6mm.2.12.5 折流板直径由GB151-1999错误！未找到引用源。表41查得折流板名义

23、外直径为DN=900mm,管孔直径为错误！未找到引用源。2.13 防冲板的选择1.由GB151-1999错误！未找到引用源。查得防冲板外表面到圆筒内壁的距离应 不小于接管外径的四分之一，取10mm2.防冲板的直径或边长应大于接管外径50mm取为80mm.3.防冲板的最小厚度取材料为不锈钢，mi3mm昔误！未找到引用源。,实取3mmg误！未找到引用源。（具体尺寸见零件图所示）实用标准文案精彩文档2.14 接管及开孔补强由GB150-1998错误！未找到引用源。表8-1知当满足下列所有条件是不另行补强1.设计压力小于或等于2.5MPa;2.两相邻开孔中心距应不小于两孔直径之和的两倍；3.接管公称直

24、径小于或等于89mm;4.接管最小壁厚满足表8-1要求2.14.1 管箱接管开孔补强的计算由于接管125mn的公称直径大于89mm所以要补强，但由于设计的筒体或封头厚 度远大于理论厚度，所以要进行计算看是否需要补强1.有效补强范围a）有效宽度B=250b）有效高度：外侧高度h1=25c）有效高度；内侧高度h2=02.补强面积有效补强范围内可作为补强的截面积按GB150-1998错误！未找到引用源。（8-10） 计算错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。一一补强面积mm错误！未找到引用源。一一壳体有效厚度减去计算厚度之外的多余面积A1=（B _d）（、e、：） 2、et（、.e_、.）（1 _

25、fr）=218m2错误！未找到引用源。一一接管有效厚度减去计算厚度之外的多余面积A2= 2h1（-：et ：）fr 2h2（：etC2）fr=170m?错误！未找到引用源。焊缝金属表面积 错误！未找到引用源。而最小补强面积错误！未找到引用源。484m2错误！未找到引用源。484 A ,则不需要补强圈。2.15 分程隔板厚度选取根据GB151-1999错误！未找到引用源。，分程隔板厚度选为8mm实用标准文案精彩文档2.16 支座的选择及应力校核2.16.1 支座的选择根据钢制管法兰 垫片 紧固件JB/T4712-92鞍式支座的选择重型BI型焊制鞍式支座（表7）当DN=900m取鞍式支座的相关尺寸

26、如下：序号项目符号单位数值1公称直径DNmm9002允许载荷QKN2253鞍座咼度hmm2004底板kmm810mm150mm105腹板mm106筋板mm400mm140bamm120mm107垫板弧长mm1060实用标准文案精彩文档mm200mm6emm368螺栓间距bmm5909带垫板鞍座质里MKg4010包角a12011型号BI重型F,S 各一2.16.2、鞍座的应力校核(1)原始数据表序号项目符号单位数值1设计压力MPa1.22设计温度to C1603物料密度PKg/m3998.24筒体内径码mm9005筒体长度Lm47526公称厚度4mm57厚度附加量Cmm28鞍座型号BI9鞍座中心线 离封头切线 的距离Hmm155710鞍座腹