【柴油列管式换热器的设计7400字（论文）】

[11]管子在管板上的排列方式最常见的如图1（a）、（b）、（c）、（d）所示四种。（a）（b）（c）（d）图1管子的四种排列方式再根据表3查管心距。得到两个传热管中心距离则横过管子中心的管子数根2.7.4壳体内径选取管板利用率为η=0.75壳体内径圆整后是400mm2.7.5进出口连接管直径的计算由公式知连接管直径：结果圆整过，取标准管径Ø50×3.5。2.7.6折流板安装折流板的主要原因是：不仅加大了壳程中的物流的流动速度，同时也加大了物料的扰动程度，从而大大提高了壳体物料对流传热系数。折流板常用形状为弓形（本次设计也选用弓形），因物料流过折流板时，产生的死角较小，同时结构也不复杂。切去的弓形缺口形状的弦高一般为壳体内径的百分之二十五。还有折流应该按要求具有一定的厚度和强度，使能够防振动并能够承受管子对其的强力扭拉挤压作用。具体厚度数值规定见下表5表5折流板的最小厚度（mm）公称直径换热管无支撑跨距≤300>300～600>600～900<400400～≤700344556故选取折流板的厚度为5mm。折流板在主体材料的选用上应该比传热管子的主体材料软，如果折流板材质较硬则它就会磨损管子，从而容易导致管子产生裂纹。相反的，如果整个壳体内部折流板主体材质过软，则管子就可能会磨损折流板，折流板与管子没有办法紧密贴合，失去支撑作用，引起自振频率增大，管子就会因振动而损坏。综上，传热管材料选取应综合考虑。折流板缺口弦的高度折流板间距折流板数目3换热器核算3.1热量核算3.1.1管程对流传热系数管内流速管程的雷诺数冷却水的普特朗数管程换热系数3.1.2壳程对流传热系数换热器在中心附近流通截面积为柴油流速三角形纵向排列的壳程当量直径壳程雷诺数柴油的普特朗数柴油被冷却，取壳程换热器系数：3.1.3计算总传热面积取柴油的污垢热阻Rd2=0.176×10-3(m2·℃)∕W冷却水的污垢热阻Rd1=0.352×10-3(m2·℃)∕W碳钢的导热率λ=45.4W∕（m2·℃）由总传热系数计算公式则总传热系数K=489.27W∕（m2·℃）传热面积该换热器的实际传热面积是面积富裕度为此次设计的换热器能够完成生产任务。3.2换热器内流体的压降核算热交换器内因流体流动过程的阻力而损失的压力能直接导致热交换器内流体的压力降低（简称压降），是衡量热交换器运行经济效益的一个重要指标。因为压降是热交换器中流体在循环流动过程中由于阻力造成的不可回收的压力损失。如果压力损失过大，则需要消耗的传动功率相应增多以提供更多能量，经济成本增加，经济效益相应降低。根据流体力学研究可知，产生物料流动内部阻力的主要原因和影响阻力因素一般可大致归纳如下：由于流体管子内表面存在细小的沟壑，同时流动时可能因自身粘性存在着内部的摩擦力，这就是产生流体流动内部阻力的主要根源；其次流体因管子形状和壳体内部形状发生相对运动也可使流体产生阻力。所以换热器工程中的液体流动换热阻力主要可以划分为摩擦阻力和流体局部摩擦阻力。3.2.1管程压降管程压降的公式为，其中，Ft=1.4,NP=4（管程数）,NS=1(单壳程)已知u1=1.456m∕s,Re1=4.522×103取管壁粗糙度为ε=0.1mm,则查Moody图，λ=0.029W∕（m2·℃）则计算出该管程的压降满足要求。3.2.2壳程压降壳程压降公式为，其中，Ns=1（单壳程），Fs=1.15压强降的校正因子：F=0.5（正三角形排列），h=0.12,NB=49壳体流体的摩擦因数：该壳程压降满足要求。4结论通过对年产9万吨柴油列管式换热器的设计，本文首先叙述了本课题所研究的背景和任务，并对列管式换热器进行了详细的介绍，然后进行计算，选型等，得到如下主要结构尺寸和计算结果：（1）选用了浮头式换热器；（2）通过查阅换热器的相关的资料，对列管式换热器进行相应的工艺计算和总体结构设计，得到壳体内直径400mm,4管程且每程600mm；得到折流板49个，折流板间距120mm，壳体直径附近的管数96根，总传热系数：K=489.27W/(m2.℃)，总传热面积S=32.28m2，传热管子规格¢25×2.5mm等；（3）对所计算的数据和设计的结构进行严格校核验证，其换热器的传热面积的富裕度符合要求，且压力降也满足要求。最后再用绘图软件画出换热器的装配图和零部件图即可。

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