化工原理课程设计说明书
Np是管程数，取2
(1) 对于?P1的计算：
2di2168n0.02管程流通截面Ai?=0.02638m2 ??()??3.14?Np224由此可知ui?Vi0.01175??0.445m/s Ai0.02638diui??0.02?0.445?997.75?935 5?6949.25?10 Rei??设管壁粗糙度??0.1mm?di?0.1?0.005 20由《化工原理》（高等教育出版社，上）第50页??Re关系图查得
??0.037 代入?P1计算式
6997.75?(0.445)2?P1?0.037???1096.57Pa
0.022(2) 对于?P2的计算
3?u2997.75?(0.445)2?P2??3??296.37Pa
22(3) ??Pi的计算
则：??Pi?(?P1??P2)FtNp
?(1096.57?296.37)?1.4?2?3900.23Pa
9
化工原理课程设计说明书
由此可知，管程流体阻力在允许范围之内。 2.3.2 壳程压强降校核
??P0?(?P1'??P2')FsNs[12]
?u02其中：?P1'?Ff0nc(NB?1)
22h?u02?P2'?NB(3.5?)
D2Fs是壳程压强降届垢校正因数，液体取1.15； NS是壳程数，为1。 (1) 对于?P1'的计算
由于换热器列管呈三角形排列F=0.5
Nc?1.1n?1.1?168?14.26 取折流板间距为150mm；
NB?传热管长6??1?39块；
折流板间距0.15壳程的流通面积：
A0?h(D?ncd0)?0.15?(0.5?14.26?0.025)?0.02153m2 u0?V074000??0.9652m/s A03600?989.15?0.02153Re0?d0u0???0.025?0.9652?989.15?41819.5 ?6570.75?10 10
化工原理课程设计说明书
可见Re0?500 故可应用下式计算f0
f0?5.0R'1?0.228e0?5.0?41819.5?0.228?0.4419
?P?Ffonc(NB?1)?u022989.15?(0.9652)?58068.46Pa22
?0.5?1?0.4419?14.26?(39?1)(2) 对于?P2'的计算
2h?u?P2?NB(3.5?)0D2
22?0.15989.15?(0.9052)?39?(3.5?)??52111.0Pa;0.52'2(3) 对于??P0的计算
??Po?(?P1??P2)FsNS''?(58068.46?52111.0)?1.15?1?126706.38Pa;
计算表明：管程压强降为3917.76Pa，小于设计压1.6Mpa；壳程压强降为126706.38Pa，亦小于设计压强降1.6MPa；
综上可知，管程和壳程压强降均能满足题设要求。
3 设备参数的计算
3.1 确定换热器的代号 3.1.1 换热器的代号
所选换热器的代号为 G-500-??1.6?80[13]
11
化工原理课程设计说明书
3.1.2 确定方法
此代号根据工艺计算反列管式固定管板式换热器系列标准对G系列列管式固定管板换热器的规定。查化学化工出版社《化工工艺设计手册》（上）第120页表3-10《列管式固定管板换热器标准图号和设备型号》得到壳体内径Di，公称压强，管根数及排列要求而确定。 3.2 计算壳体内径Di
公式：Di?t(nc?1)?2b,
其中： t——管中心距，m 对?25?25管，t取32mm
nc——横过管束中心线的管数，用nc?1.1n计算
b'——管束中心线上2管的中心至壳体内壁的距离，取b,?1.5d0
计算：
Di?0.032?(1.1168?1)?2?1.5?0.025?0.499m?500mm 3.3 管根数及排列要求
(1) 换热器采用?25?25mm的无缝钢管，材质选用可焊性好的10号钢，管长6m，共168根管。
(2) 排列方式及管中心距的确定 1）可该换热器列管采用三角形排列；
2）管子与管板采用焊接，故可取t?1.25d0?32mm。 3.4 计算换热器壳体壁厚 3.4.1 选适宜的壳体材料
根据《化工设备设计手册.材料与部件》（上海）第102页压力容
12
化工原理课程设计说明书
器用碳素钢及普通低合金厚钢板（YB536-69），换热器公称压强为1.6MPA选用钢A3F板
3.4.2 该钢板的主要工艺参数性能
加工工艺性能好，可冷卷，气割下料开坡口，炭弧气刨挑焊根开坡口。冷冲压力热冲压性能好，使用温度-20~475℃，可以作中低压设备，所以筒体材质选用A3F钢板，钢板标准GB3274 3.4.3 壁厚的计算
(1) 公式：?P???C1?C2??
其中：?P——钢板在不考虑加工裕量时的厚度，mm； ?——计算厚度，mm； C1——钢板负偏差，mm； C2——腐蚀裕量，mm； ?——圆整值。
式中 ??C2??d，为设计厚度，可用下式计算
?d?PCDi[14] ?C22[?]t??PC其中：PC——设计压力，取1.6MPa Di——壳体内径，mm
[?]t——设计温度下材料的许用应力，MPa ?——焊缝系数
13