第三章 零件结构形式的选择
图3-8 排液口
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广东石油化工学院本科毕业设计：浮头式渣油换热器的设计（250㎡）
第四章 传热工艺技术
4.1 有效平均温度
由于?t1?270?255?150C，?t2?315?275?400C，
'?tm??t1?2.67，所以逆流时 ?t2?t2??t1?25.490C (4-1)
?tln(2)?t1参数
\t1?t1'??''?0.75， (4-2)
t2?t1'\t2?t2R?\'?0.44（GB151-1999图F2） (4-3)
t1?t1由于设计换热器为单壳程双管程，查《GB151-1999》［1］图2-6（a）得温度校正系数
?1?0.94，
'?tm??1??tm?23.960C (4-4)
4.2 传热量和流量
参考《管壳式换热器原理与设计》［9］表2-7，选转热系数K0?300W设计转热量：
m.0C
Q0?F0?K0??tm?115?300?23.96?825930W (4-5)
取换热器效率??0.98，则： 减三线油流量：
W1?初底油流量：
3600Q03600?825930kg (4-6) ??34776h1000?Cp1(t1'?t1\)1000?0.98?1.9?(315?270)18
第四章 传热工艺技术
W2?3600Q03600?825930kg (4-7) ??74333.7\'hC(t?t)2?103?(275?255)?1000p222
4.3 管程换热系数计算
所需换热管根数：
NF0250t???d?L?3.14?0.019?6?699根 (4-8)
0则管程换热面积：
ANt???d2?699?3.141?i4?0.0152?0.062m2242 (4-9)
管程流速：
uW11?3600???34776?0.17m (4-10)
1?A13600?927?0.038s管程雷诺数：
Re?1?u1?di927?0.17?0.1???015?4?11819.3 (4-11) 12?10管程换热系数：
?1?0.023?10.8dRe1Pr0.31?1334Wim2?0C
4.4 结构初步设计
布管为转角正方形布管，查GB151-1999表12知S?1.25d?0.025m，分程隔板两侧相邻管中心距Sn?0.038m 管束中心排管数：
Nc?1.1Nt?1.1?699?27根 (4-13)
则壳体内径：
Di?S(Nc?1)?4d0?0.025?(27?1)?4?0.019?0.726， (4-14)
实取DLi?0.7m， 则长径比
D?6?8.6，合理 i0.7
1
9
(4-12)
广东石油化工学院本科毕业设计：浮头式渣油换热器的设计（250㎡） 布管限定圆，由GB151---1999得
DL?Di?2(b1?b2?b)?650mm (4-15)
其中
b1?5mm,bn?13.5mm,b2?bn?1.5?15mm,b?5mm
选择单弓形折流板，则弓高
h?0.2Di?0.2?0.6?0.12m (4-16)
折流板间距：
B?0.41?Di?0.41?0.6?0.287m (4-17)
折流板数量：
nB?LB?1?60.287?1?20 (4-18) 实际nB?19块。
4.5 壳程换热系数计算
壳程流通面积：
A2?B?D(1?d0)?0.287?0.7?(1?19)?0.041m2s25 (4-19) 壳程流速：
uW2/36002???74333.7?0.557m2?A0903.8?0.041?3600s (4-20)
壳程当量直径：
4(3S2??d24(3?0.0252?3.14?0.0192d240))e??d?24.019?0.017m03.14?0壳程雷诺准数：
Re?2?u2?de2???903.8?0.557?0.017?10?4?89365.8 (4-22) 21.3壳程传热系数：
??22?0.36()Re0.55ud2Pr1/32(eu)?1823W20 (4-23) wm.C其中壳程被加热，故:
20
(4-21) 第四章 传热工艺技术
(
u0.14)?1.05 (4-24) uw4.6 强度计算
4.6.1 换热管材料及规格的选择和根数的确定
表4-1 换热管的选择和根数确定 序号 1 2 3 4 5 6 项目 换热管外径 换热管长度 传热面积 换热管数 换热管材料 排管方式 符号 单位 mm mm 数据来源及计算公式 GB151-1999［1］ GB151-1999 给定 F0 ?dLGB151-1999表4-3 GB151-1999 Nt?数值 19 6000 250 699 16Mn 转角正方形 d0 L F0 Nt m2 4.6.2 确定壳体内径
表4-2 壳体内径 序项目 符号 号 1 换热管中心距 S 分隔板两侧相邻管Sn 2 中心距 3 4 5 6 7
单位 mm mm mm mm mm mm mm 数据来源及计算公式 GB151-1999表42 GB151-1999表42 GB151-1999表6 Di?S(Nc?1)?4d0 数值 25 38 12 700 5、5、15 650 763 分程隔板厚度 壳体直径 b,b1,b2 ? Di GB151-1999表14、15 DL?Di?2(b2?b2?b) 布管限定圆直径 管板直径 DL D D?Df3?2b1 4.6.3 确定壳体壁厚
表4-3壳体厚度
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