太原科技大学毕业设计（论文）
Di?52?(25?1)?2?24?1269mm,按壳体标准系列取为1300mm。
3.折流板形式的选择
最常用的为圆缺形挡板，切去的弓形高度约为外壳内径的10%~40%，一般取20%~25 %，
h过高或过低都不利于传热。本次设计取h=20%Di=20%?1300 mm =260 mm。
两相邻挡板的距离B为壳体内径的（0.2~1）倍。系列标准中采用的值为：固定管板式的有150，300和600三种，单位mm。本次设计取B=0.2Di=0.4?1300mm=520 mm，可取
B为600mm。
折流板数NB?LB?1?60.6?1?9（块）。
2.4.8
核算总传热系数
1.管程对流传热系数?i 管程流速ui?Vi?24898.6/3600?4din?4?13.17m/s
?0.0162?514管程雷诺数Rei?diui?i?i?0.016?13.17?22.281.258?103?5?373199
普朗特数Pr??diCp?i?0.8=
1.871?10?1.258?100.04107n?5?0.573
?i?0.023?RePr
当液体被加热时n=0.4，当液体被冷却时n=0.3；由于管内流体被冷却故取n=0.4。
?i?0.023?0.041070.016?3731990.8?0.5730.3?718W/m2℃
2.壳程对流传热系数?o 换热管正三角行排列时
4(32t?2?4壳程当量直径de?d0)?24(32?0.0522?d043.14?0.02?3.14?0.02)?0.1292
流体通过管间最大截面积A0?BDi(1?d0t)?0.6?1.3?(1?2052)?0.48m
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流体管间流速u0?deu0?0V0A0?4898.5/36000.48?2.835m/s
Re0??0?0.129?2.835?8.3051.32?103?5?230095
Pr?Cp?0??=
3.43?10?1.32?100.110.55?5?0.453
?o?0.36??wdeRePr3(??w)0.14
??w()0.14，对于气体不论加热还是冷却，可忽略此项不计，取(1)0.14=1.0，则
?0?0.036?0.10.129?2300950.55?0.4533?1?19.06W/m℃
23.污垢热阻Rs(m2??CW)
Rsi?Rso?1.7197m?CW2?
4.总传热系数Ko的计算
1Ko1K02?1?o?Rso?Rsidodi?do?idi?4
201620718?16?119.06。?1.7197?10?1.7197?10?4?
Ko=334.02Wm?C）
K0K?334.02285?1.172,在1.15?1.25的范围内,则初选合理。
2.5 核算压强降
管程压强降
2.5.1
??Pi?(?P1??P2)Ft?Ns?Np
?P1,?P2?分别为直管和弯管中因摩擦阻力引起的压强降,Pa；
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Ft?结垢校正系数 ,对?20mm?2mm的管子取为1.4； Ns?壳程数
Np?管程数
1.?P1的求取
Ldi?P1????u22
?di0.120设管壁粗糙度??0.1mm，??0.1mm,?，由??Re关系图查得??0.034
上式适用范围为Re =3?103~3?106。
?P1?0.034?60.016?22.28?13.1722?2463.6pa
2.?P2的求取
?u22?P2?3()?3?(22.28?13.172f2)?5797pa
??Pi?(?P1??P2)FtNsN?(2463.6?5797)?1.4?1?1?4260.6pa
2.5.2
壳程压强降
?Po=（?P1?+?P2?）Fs?Ns
?P1??流体横过管束的压强降，Pa ?P2??流体通过折流缺口的压强降，Pa
Fs?壳程压强降的结垢校正系数，无量纲，气体可取1.0 Ns?壳程数 ?P1??Ffonc(NB?1)?uo22
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22B?uo?P2??NB(3.5?)Di2
F?管子排列方法对压强降的校正系数，对正三角形排列F=0.5
?0.228 fo?壳程流体的摩擦系数，当Reo〉500时，fo?5.0Reof0.2280?5.0Re?0?5.0?(230095)?0.228?0.3
1.?P1'的求取
?P`.5?0.3?50?(9?1)?8.305?2.83521?02?2503
2.?P2'的求取
'2?0.68.305?2.8352?P2?9?(3.5?1.3)?2?273
?P0?2776
一般来说，气体流经换热器的压强降为1~10kPa，以上计算表面管程和壳程压降都符合要求。
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3 结构设计
3.1 设计条件
3.1.1设计压力
设计压力根据最高工作压力确定。设有安全阀时，设计压力取最高工作压力的1.05～1.10倍。本设计取1.1倍。 壳程设计压力Pd?1.1Pw?1.1?2.10?2.31Mpa 管程设计压力Pd?1.1Pw?1.1?2.65?2.915Mpa
3.1.2设计温度
管程设计温度的确定，由于变换气最高操作温度为37℃，故取设计温度为50℃。 壳程设计温度的确定，由于变换气最高操作温度为-2℃，故取设计温度为10℃。 3.1.3计算压力
壳程液柱静压力 ?gh?1.045?9.8?1.5?15pa
显然液柱静压力小于5%Pd，故忽略液柱静压力，即壳程计算压力Pc?Pd?2.31Mpa 同理可得管程计算压力Pc?Pd?2.915Mpa 管程液柱静压力?gh?1.8?9.8?1.5?27pa
则可忽略液柱压力， 计算压力Pc?Pd，Pc?2.915MPa
3.2 筒体壁厚
3.2.1筒体选材
由于筒体设计温度为10℃，设计压力为2.31MPa，参考GB150-1998，由钢制压力容器GB150-1998,表4-1，4-2选16MnR， 3.2.2筒体壁厚的计算
选取壳体材料为Q345R,查GB150得 设计温度下的许用应力[?]t?189MPa
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