第四章 传热工艺技术
e 8 9 10 11 螺栓间距 带垫板鞍座质量 包角 型号 mm mm Kg ° 重型 56 460 30 120 BI型 l2 M ? BI 鞍式支座内半径Ri?350mm，筒体长度L?5589mm，为使筒体受力较合理，减小
mm，跨中截面的压力。换热管La?60000查GB151-1999图59，支座间距LB??0.5~0.7?La，
取LB?4200mm，故外伸长度A?900mm，此时，A?0.5Ri?0.5?350?175mm，端盖对筒体无加强作用。
4.8.1 反力计算
查《过程设备设计》 5.3卧式储罐设计
kg，换热器所受重综合各换热器各零件的重量，算得该换热器最大重量m?27542.6N，每个支座反力为F?134955力为G?mg?2F?269911.8N。
4.8.2 筒体轴向弯矩计算
查《过程设备设计》 5.3卧式储罐设计
筒体最大弯矩位于容器支座截面或筒体跨中截面。 鞍座截面处：
?ARi2?H2?1??2ALMa??FA?1?L4H?1??3L???? (4-26) ????12003502?1752???1??868002?1200?6800??134955.8?1200?1????0.324?10N.mm 4?175??1???3?6800?? 筒体跨中截面处：
??Ri2?H2???1?2?2FL?4A?LMb??4?1?4HL? (4-27) ??3L???2?3502?1752???1??2134955.8?6800?4?1200?6800?????0.607?108N.mm ?1?4?17546800???3?6800?? 可知最大弯矩在筒体跨中处，但由于鞍座截面上端盖对筒体无加强作用，故应校
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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㎡） 核鞍座截面与跨中截面的轴向弯曲应力。
4.8.3 筒体轴向弯曲应力校核
查《过程设备设计》 5.3卧式储罐设计
??1200，查表5-3得K5?0.760，故鞍座处筒体在截面最低点处周向压应力：
?5??K5F0.76?134955.8????19.17MPa????t (4-28)
?Se??4?b2?7.2?6??405.3鞍座边角处筒体的最大合成周向压缩应力为：
??1200，A?0.5Ri，查表5-3得K6?0.0528，故：
?6????3K6FF? (4-29)
4?Se??4?b22?Se2??42?134955.83?0.0528?134955.8t ???127.99MPa?1.52???224??7.2?6??405.32??7.2?6?筒体周向应力满足强度及稳定性要求。
4.8.4 鞍座腹板强度校核
所选鞍座高度h=200mm，腹板厚度?2?8mm，材料为Q235-B，鞍座材料的许用应力
???t?94MPa。
已知
Ri350??116.7mm?h?200mm，所以计算高度hs?116.7mm，??1200，查33表5-4得K9?0.204
腹板应力为：
KF0.204?134955.82t2??9??29.5MPa??????94?62.67MPa (4-30)
Ri35033?8?233鞍座腹板满足强度条件。
以上计算均满足要求，所选鞍座合理。
4.9 阻力计算
查《换热器原理与设计》
4.9.1 管程阻力计算
查表2.11
管内摩擦因子fi?0.007，查图2.35
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第四章 传热工艺技术
壁温下减三线油的粘度?w2?2.98?10?4kg沿程阻力：
L?1wt2????Pi?4fi??di2??w2??0.25m.s
(4-31)
?0.256?2927?0.2742?2.0?10?4?? ?4?0.007???4?0.0152?2.98?10??861Pa
回弯阻力：
2P927?0.24721wt?Pr?4Zt?4??2?278Pa (4-32)
22进出口连接管阻力：
?PN?1.5?1wt22297?0.2472?1.5??52Pa (4-33)
2管程总阻力：
4 ?Pt??Pi??Pr??PN?1191?5?10Pa，合理 查表2.10
4.9.2 壳程压力降
查表2.11
质量流量：
Ms?W2?74333.7/3600?20.6m/s
流体在两折流板间错流流通截面积
D?d0?Ac?B?Di?DL?L?S?d0??? (4-34) S?? ?0.28?7???0.?70.6?50.0190.?65?0.0252 ?0.025?0.019m0.0578???? 查物性表?w1?1.17?10?4 fk?0.2 查表2.36
理想管束错流段阻力
Ms2Nc????Pbk?4fk??2Ac2?2??w1??0.14 (4-35)
?1.3?10?4?20.62?27 ?4?0.2????15376Pa
2?0.05782?903.8?1.17?10?4?折流板缺口面积：
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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㎡） Di2Awg?4?1?2h???????1??sin? (4-36)
2??Di??20.72?4?1120??2?0.14?0???1?sin60?0.06463m2 ??2180??0.7????错流区内管数占总管数的百分比：
Fc???Di?2h???Di?2h???Di?2h??1???????????2sinarcos?2arcos????D??D??D????LLL???????????
1??0.6?2?0.12???0.6?2?0.12???0.6?2?0.12????2sinarcos?2arcos????????0.63?????0.550.550.55????????? (4-37) 缺口处管子所占面积：
Awt??d028nt(1?Fc)?0.03667m2 (4-38)
流体在缺口处流通面积：
Ab?Awg?Awt?0.06463?0.03667?0.02796m2 (4-39)
平行于流向的管距：
Sp?Scos300?25cos300?21.7mm (4-40)
每一缺口内的有效错流管排数：
Ncw?0.8h0.14?0.8??5.2 (4-41) Sp21.7?10?3理想管束缺口处阻力：
Ms220.62?Pwk?(2?0.6Ncw)?(2?0.6?5.2)?743.8Pa
2AbAc?22?0.02796?0.0578?903.8 (4-42) 旁路矫正系数Rb?0.85 查图2.38 折流板泄漏矫正系数R2?0.5 查图2.37 折流板间距不等的矫正系数Rs?1 壳程总阻力：
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第四章 传热工艺技术
?Ps???Nb?1??Pbk?Rb?Nb?Pwk?R2?2?PbkRb(1?'Ncw)RsNc5.2)?1 8???20?1??15376?0.85?20?743.8??0.5?2?15376?0.85(1??174728.9Pa?5?104Pa (4-43)
查表2.10，合理
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