列管式換熱器課程設(shè)計教學(xué)內(nèi)容

列管式換熱器課程設(shè)計精品資料——大學(xué)《化工原理》列管式換熱器課程設(shè)計說明書學(xué)院：班級：學(xué)號：姓名：指導(dǎo)教師：時間：年月日僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 謝謝-1-精品資料目錄一、化工原理課程設(shè)計任務(wù)書 2二、確定設(shè)計方案 31.選擇換熱器的類型 2.管程安排三、確定物性數(shù)據(jù) 4四、估算傳熱面積 51.熱流量 3.傳熱面積2.平均傳熱溫差 4.冷卻水用量五、工藝結(jié)構(gòu)尺寸..........................................................................................................61.管徑和管內(nèi)流速5.殼體內(nèi)徑2.管程數(shù)和傳熱管數(shù)6.折流擋板...................................73.傳熱溫差校平均正及殼程數(shù)7.其他附件4.傳熱管排列和分程方法8.接管僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 謝謝-2-精品資料六、換熱器核算 81.熱流量核算 3.換熱器內(nèi)流體的流動阻力2.壁溫計算 10七、結(jié)構(gòu)設(shè)計.................................................................................................................131.浮頭管板及鉤圈法蘭結(jié)構(gòu)設(shè)計6.外頭蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計2.管箱法蘭和管箱側(cè)殼體法蘭設(shè)計7.墊片選擇3.管箱結(jié)構(gòu)設(shè)計8.鞍座選用及安裝位置確定4.固定端管板結(jié)構(gòu)設(shè)計9.折流板布置5.外頭蓋法蘭、外頭蓋側(cè)法蘭設(shè)計............1410.說明八、強(qiáng)度設(shè)計計算.........................................................................................................151.筒體壁厚計算6.固定管板計算......................182.外頭蓋短節(jié)、封頭厚度計算7.浮頭管板及鉤圈.................193.管箱短節(jié)、封頭厚度計8.無折邊球封頭計算算.................169.浮頭法蘭計算.......................204.管箱短節(jié)開孔補(bǔ)強(qiáng)校核......................175.殼體接管開孔補(bǔ)強(qiáng)校核九、參考文獻(xiàn) 20僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 謝謝-3-精品資料一、化工原理課程設(shè)計任務(wù)書某生產(chǎn)過程的流程如圖 3-20所示。反應(yīng)器的混合氣體經(jīng)與進(jìn)料物流換熱后，用循環(huán)冷卻水將其從 110℃進(jìn)一步冷卻至60℃之后，進(jìn)入吸收塔吸收其中的可溶性組分。已知混合氣體的流量為 231801kgh，壓力為6.9MPa，循環(huán)冷卻水的壓力為0.4MPa，循環(huán)水的入口溫度為 29℃，出口的溫度為 39℃，試設(shè)計一列管式換熱器，完成生產(chǎn)任務(wù)。已知：混合氣體在85℃下的有關(guān)物性數(shù)據(jù)如下（來自生產(chǎn)中的實(shí)測值）密度190kgm3定壓比熱容cp13.297kjkg℃熱導(dǎo)率10.0279wm℃粘度11.5105Pas循環(huán)水在34℃下的物性數(shù)據(jù)：密度1994.3kgm3定壓比熱容cp1 4.174kjkgK僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 謝謝-4-精品資料熱導(dǎo)率10.624wmK粘度10.742103Pas二、確定設(shè)計方案1． 選擇換熱器的類型兩流體溫的變化情況：熱流體進(jìn)口溫度 110℃出口溫度60℃；冷流體進(jìn)口溫度29℃，出口溫度為 39℃，該換熱器用循環(huán)冷卻水冷卻，冬季操作時，其進(jìn)口溫度會降低，考慮到這一因素，估計該換熱器的管壁溫度和殼體溫度之差較大，因此初步確定選用浮頭式換熱器。2． 管程安排從兩物流的操作壓力看，應(yīng)使混合氣體走管程，循環(huán)冷卻水走殼程。但由于循環(huán)冷卻水較易結(jié)垢，若其流速太低，將會加快污垢增長速度，使換熱器的熱流量下降，所以從總體考慮，應(yīng)使循環(huán)水走管程，混和氣體走殼程。僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 謝謝-5-精品資料三、確定物性數(shù)據(jù)僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 謝謝-6-精品資料定性溫度：對于一般氣體和水等低黏度流體，其定性溫度可取流體進(jìn)出口溫度的平均值。故殼程混和氣體的定性溫度為110 60T= =85℃管程流體的定性溫度為39 29t= 34℃根據(jù)定性溫度，分別查取殼程和管程流體的有關(guān)物性數(shù)據(jù)。對混合氣體來說，最可靠的無形數(shù)據(jù)是實(shí)測值。若不具備此條件，則應(yīng)分別查取混合無辜組分的有關(guān)物性數(shù)據(jù)，然后按照相應(yīng)的加和方法求出混和氣體的物性數(shù)據(jù)?；旌蜌怏w在85℃下的有關(guān)物性數(shù)據(jù)如下（來自生產(chǎn)中的實(shí)測值）：密度 1 90kg/m3定壓比熱容 cp1=3.297kj/kg?℃熱導(dǎo)率 1=0.0279w/m?℃粘度 1=1.5×10-5Pa?s循環(huán)水在34℃下的物性數(shù)據(jù)：密度 1=994.3㎏/m3定壓比熱容 cp1=4.174kj/kg?K熱導(dǎo)率 1=0.624w/m ?K粘度 1=0.742×10-3Pa?s僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 謝謝-7-精品資料四、估算傳熱面積1.熱流量Q1=m1cp1t17231801×3.297×(110-60)=3.82×10kj/h=10614.554kw2.平均傳熱溫差先按照純逆流計算，得tm=(11039)(6029)48.3Kln1103960293.傳熱面積由于殼程氣體的壓力較高，故可選取較大的 K值。假設(shè)K=320W/(㎡k)則估算的傳熱面積為Ap=Q110614554686.76m2Ktm32048.34.冷卻水用量m=Q1=106145543254.3kg/s915486.2kg/hcpiti4.1741010僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 謝謝-8-精品資料五、工藝結(jié)構(gòu)尺寸1．管徑和管內(nèi)流速 選用Φ25×2.5較高級冷拔傳熱管（碳鋼），取管內(nèi)流速u1=1.3m/s。僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 謝謝-9-精品資料2．管程數(shù)和傳熱管數(shù) 可依據(jù)傳熱管內(nèi)徑和流速確定單程傳熱管數(shù)Ns=V915486.2/(3600994.3)0.7850.02262721.34diu按單程管計算，所需的傳熱管長度為Ap686.76L=14mdons3.140.025627按單程管設(shè)計，傳熱管過長，宜采用多管程結(jié)構(gòu)。根據(jù)本設(shè)計實(shí)際情況，采用非標(biāo)設(shè)計，現(xiàn)取傳熱管長 l=7m，則該換熱器的管程數(shù)為L 14Np= 2傳熱管總根數(shù) Nt=627×2=12543.傳熱溫差校平均正及殼程數(shù)平均溫差校正系數(shù)：R=T1-T2110605t2t13929P=t2t139290.124T1t111029按單殼程，雙管程結(jié)構(gòu)，查【化學(xué)工業(yè)出版社《化工原理》（第三版）上冊】：圖5-19得：0.96平均傳熱溫差 tm t tm塑 0.96 48.3 46.4K由于平均傳熱溫差校正系數(shù)大于 0.8，同時殼程流體流量較大，故取單殼程合適。4.傳熱管排列和分程方法僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 謝謝-10-精品資料采用組合排列法,即每程內(nèi)均按正三角形排列 ,隔板兩側(cè)采用正方形排列。見【化學(xué)工業(yè)出版社《化工原理》（第三版）上冊】：圖 6-13。取管心距t=1.25d0，則t=1.25×25=31.25≈32㎜隔板中心到離其最.近一排管中心距離：S=t/2+6=32/2+6=22 ㎜各程相鄰管的管心距為 44㎜。管數(shù)的分程方法，每程各有傳熱管 627根，其前后管程中隔板設(shè)置和介質(zhì)的流通順序按【化學(xué)工業(yè)出版社《化工原理》（第三版）上冊】：圖 6-8選取。5．殼體內(nèi)徑 采用多管程結(jié)構(gòu)，進(jìn)行殼體內(nèi)徑估算。取管板利用率η =0.75，則殼體內(nèi)徑為：D=1.05tNT/1.05321254/0.751374mm按卷制殼體的進(jìn)級檔，可取 D=1400mm筒體直徑校核計算：殼體的內(nèi)徑Di應(yīng)等于或大于（在浮頭式換熱器中）管板的直徑，所以管板直徑 的計算可以決定殼體的內(nèi)徑，其表達(dá)式為：Di t（nc 1）2e管子按正三角形排列： nc 1.1Nt 1.1 1254 39取e=1.2d0=1.225=30mmDi=32 （39-1）+2 30=1276mm 按殼體直徑標(biāo)準(zhǔn)系列尺寸進(jìn)行圓整：Di=1400mm僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 謝謝-11-精品資料6．折流擋板 采用圓缺形折流擋板，去折流板圓缺高度為殼體內(nèi)徑的 25%，則切去的圓缺高度為h=0.25×1400=350m，故可 取h=350mm取折流板間距B=0.3D，則B=0.3×1400=420mm，可取B為450mm。折流板數(shù)目NB傳熱管長17000折流板間距114.514450折流板圓缺面水平裝配，見圖：【化學(xué)工業(yè)出版社《化工原理》（第三版）上冊】：圖 6-9。7．其他附件拉桿數(shù)量與直徑選取，本換熱器殼體內(nèi)徑為 1400mm，故其拉桿直徑為Ф16拉桿數(shù)量8，其中長度5950mm的六根，5500mm的兩根。殼程入口處，應(yīng)設(shè)置防沖擋板。8．接管殼程流體進(jìn)出口接管：取接管內(nèi)氣體流速為u1=10m/s，則接管內(nèi)徑為4V4231801/(360090)D13.14100.302圓整后可取管內(nèi)徑為 300mm。管程流體進(jìn)出口接管：取接管內(nèi)液體流速 u2=2.5m/s，則接管內(nèi)徑為4915486.2/(3600994.3)D23.140.3612.5圓整后去管內(nèi)徑為 360mm六、換熱器核算1．熱流量核算僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 謝謝-12-精品資料1）殼程表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)用克恩法計算，見式【化學(xué)工業(yè)出版社《化工原理》（第三版）上冊】：式（5-72a）：0.361Re0.5510.140Pr3()de0w當(dāng)量直徑，依【化學(xué)工業(yè)出版社《化工原理》（第三版）上冊】：式（ 5-73a）得4[3t2do2]de=240.02mdo殼程流通截面積：SoBD(1do)4501400(125)0.1378t32殼程流體流速及其雷諾數(shù)分別為uo231801/(360090)5.2m/s0.1378Reodeu00.025.2906240001.5105普朗特數(shù)Prcp3.2971031.51050.02791.773粘度校正()0.141wo0.360.02796240000.551.7733935.7w/m2K10.02（2）管內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)：i0.023iRe0.8Pr0.4di管程流體流通截面積：僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 謝謝-13-精品資料Si0.7850.02212540.19692管程流體流速：ui915486.2/(3600994.3)0.19691.3m/s雷諾數(shù)：Re0.021.3994.3/(0.742103)34841普朗特數(shù)：4.1741030.742103Pr0.6244.96i0.0230.624348410.84.960.45858w/m2K0.023）污垢熱阻和管壁熱阻：【化學(xué)工業(yè)出版社《化工原理》（第三版）上冊】：表5-5?。汗芡鈧?cè)污垢熱阻Ro0.0004m2k/w管內(nèi)側(cè)污垢熱阻Ri0.00062k/wm管壁熱阻按【化學(xué)工業(yè)出版社《化工原理》（第三版）上冊】：圖5-4查得碳鋼在該條件下的熱導(dǎo)率為50w/(m·K)。所以Rw0.00250.00005m2k/w50（4）傳熱系數(shù)Ke有：Ke1(doRidoRwdoRo1)idididmo1250.0006250.000052515858202022.50.0004935.7402w/m2K僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 謝謝-14-精品資料5）傳熱面積裕度：計算傳熱面積Ac：AQ110614.554103546.7m2cKetm40248.3該換熱器的實(shí)際傳熱面積為 Ap：Ap dolNT 3.14 0.025 7 1254 689.1m2該換熱器的面積裕度為ApAc689.1546.7H26%Ac546.7傳熱面積裕度合適，該換熱器能夠完成生產(chǎn)任務(wù)。2.壁溫計算Tw tm因?yàn)楣鼙诤鼙?，而且壁熱阻很小，故管壁溫度可按?tw c n 計1 1c n算。由于該換熱器用循環(huán)水冷卻，冬季操作時，循環(huán)水的進(jìn)口溫度將會降低。為確?？煽?，取循環(huán)冷卻水進(jìn)口溫度為 15℃，出口溫度為 39℃計算傳熱管壁溫。另外，由于傳熱管內(nèi)側(cè)污垢熱阻較大，會使傳熱管壁溫升高，降低了殼體和傳熱管壁溫之差。但在操作初期，污垢熱阻較小，殼體和傳熱管間壁溫差可能較大。計算中，應(yīng)該按最不利的操作條件考慮，因此，取兩側(cè)污垢熱阻為零計算傳熱管壁溫。于是有：Twtmtwcn11cn式中液體的平均溫 度tm和氣體的平均溫度分別計算為tm 0.4×39+0.6×15=24.6℃Tm (110+60)/2=85℃僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 謝謝-15-精品資料c ih o傳熱管平均壁溫

5858w/㎡·K935.7w/㎡·Ktw32.3℃殼體壁溫，可近似取為殼程流體的平均溫度，即T=85℃。殼體壁溫和傳熱管壁溫之差為t8532.352.7℃。該溫差較大，故需要設(shè)溫度補(bǔ)償裝置。由于換熱器殼程壓力較大，因此，需選用浮頭式換熱器較為適宜。3．換熱器內(nèi)流體的流動阻力（1）管程流體阻力pt(pipr)NsNpFsNs1,Nplu22,pii2di由Re=34841，傳熱管對粗糙度 0.01，查莫狄圖:【化學(xué)工業(yè)出版社《化工原理》（第三版）上冊】：圖 1-27得 i 0.04，流速ui=1.3m/s,994.3kg/m3,所以：pi0.0471.32994.311762.57Pa20.02pru23994.31.322520.55Pa22p1(11762.572520.55)21.542849.4Pa管程流體阻力在允許范圍之內(nèi)。（2）殼程阻力：僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 謝謝-16-精品資料按式計算ps (po pi)FsNs,Ns 1,Fs 1流體流經(jīng)管束的阻力2uopo FfoNTC(NB 1)2F=0.5fo55880000.2280.2419NTCNT0.51.112540.51.139NB14u05.2m/spo0.5×0.2419×39×(14+1)×905.22=86095.6Pa2流體流過折流板缺口的阻力piNB(3.52B)uo2,B=0.45m,D=1.4mD2pi14(3.520.45)905.2248672Pa1.42總阻力ps 86095.6+48672=1.35×105Pa由于該換熱器殼程流體的操作壓力較高，所以殼程流體的阻力也比較適宜。僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 謝謝-17-精品資料（3）換熱器主要結(jié)構(gòu)尺寸和計算結(jié)果見下表：參數(shù)管程殼程流率915486.2231801進(jìn)/出口溫度/℃29/39110/60壓力/MPa0.46.9物定性溫度/℃3485密度/（kg/m3）性994.390定壓比熱容/[kj/（kg?K）]4.1743.297粘度/（Pa?s）0.742×1031.5×105熱導(dǎo)率（W/m?K）0.6240.0279普朗特數(shù)4.961.773設(shè)形式浮頭式殼程數(shù)1備殼體內(nèi)徑/㎜1400臺數(shù)1結(jié)管徑/㎜Φ25×2.5管心距/㎜32構(gòu)管長/㎜7000管子排列正三角形參數(shù)排列管數(shù)目/根1254折流板數(shù)/個14傳熱面積/㎡689.1折流板間距/㎜450管程數(shù)2材質(zhì)碳鋼主要計算結(jié)果管程殼程流速/（m/s）1.35.2表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)/[W/（㎡?K）]5858935.7污垢熱阻/（㎡?K/W）0.00060.0004阻力/MPa0.042850.135熱流量/KW10615傳熱溫差/K48.3傳熱系數(shù)/[W/（㎡?K）]400裕度/%26%僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 謝謝-18-精品資料七、結(jié)構(gòu)設(shè)計1、浮頭管板及鉤圈法蘭結(jié)構(gòu)設(shè)計：由于換熱器的內(nèi)徑已確定，采用標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)徑?jīng)Q、定浮頭管板外徑及各結(jié)構(gòu)尺寸（參照《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計》（化學(xué)工業(yè)出版社出版）：第四章第一節(jié)及GB151）。結(jié)構(gòu)尺寸為：浮頭管板外徑：D0 Di 2b1 1400 2 5 1390mm浮頭管板外徑與殼體內(nèi)徑間隙：取 b1 5mm（見《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計》（化學(xué)工業(yè)出版社出版）：表 4-16）；墊片寬度：按《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計》（化學(xué)工業(yè)出版社出版） :表4-16：取bn16mm浮頭管板密封面寬度：b2 bn 1.5 17.5mm浮頭法蘭和鉤圈的內(nèi)直徑：DfiDi（2b1bn）14002（516）1358mm浮頭法蘭和鉤圈的外直徑：Df0 Di 80 1400 80 1480mm僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 謝謝-19-精品資料外頭蓋內(nèi)徑：D Di 100 1400 100 1500mm螺栓中心圓直徑：Db（）/2（）D0Df013901480/21435mm其余尺寸見《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計》（化學(xué)工業(yè)出版社出版）：圖4-50。2、管箱法蘭和管箱側(cè)殼體法蘭設(shè)計：依工藝條件：管側(cè)壓力和殼側(cè)壓力中的高值，以及設(shè)計溫度和公稱直徑1400，按JB4703-92長頸對焊法標(biāo)準(zhǔn)選取。并確定各結(jié)構(gòu)尺寸，見《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計》（化學(xué)工業(yè)出版社出版）：圖 4-50（a）所示。3、管箱結(jié)構(gòu)設(shè)計：選用B型封頭管箱，因換熱器直徑較大，且為二管程，其管箱最小長度可不按流道面積計算，只考慮相鄰焊縫間距離計算：L"gmin hf 2C dg h1 h2 320 2 100 377 350 50 1297mm取管箱長為1300mm，管道分程隔板厚度取 14mm，管箱結(jié)構(gòu)如《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計》（化學(xué)工業(yè)出版社出版）：圖 4-50（a）所示。4、固定端管板結(jié)構(gòu)設(shè)計：依據(jù)選定的管箱法蘭，管箱側(cè)法蘭的結(jié)構(gòu)尺寸，確定固定端管板最大外徑為：D=1506mm；結(jié)構(gòu)如《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計》（化學(xué)工業(yè)出版社出版）：圖4-50（b）所示。5、外頭蓋法蘭、外頭蓋側(cè)法蘭設(shè)計：僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 謝謝-20-精品資料依工藝條件，殼側(cè)壓力、溫度及公稱直徑 DN 1500mm；按JB4703-93長頸法蘭標(biāo)準(zhǔn)選取并確定尺寸。6、外頭蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計：外頭蓋結(jié)構(gòu)如《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計》（化學(xué)工業(yè)出版社出版）：圖4-51所示。軸向尺寸由浮動管板、鉤圈法蘭及鉤圈強(qiáng)度計算確定厚度后決定，見《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計》（化學(xué)工業(yè)出版社出版）：圖 4-51。7、墊片選擇：a.管箱墊片：根據(jù)管程操作條件（循環(huán)水壓力 0.4Mpa，溫度34。C）選石棉橡膠墊。結(jié)構(gòu)尺寸如《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計》（化學(xué)工業(yè)出版社出版）：圖 4-39（b）所示：D 1508mm; d 1400mm.b.外頭蓋墊片：根據(jù)殼程操作條件（混合氣體，壓力 6.9Mpa，溫度85。C），選纏繞式墊片，墊片：1609mm1500mm（JB4705-92）纏繞式墊片。c.浮頭墊片：根據(jù)管殼程壓差，混合氣體溫度確定墊片為金屬包石棉墊，以浮動管板結(jié)構(gòu)確定墊片結(jié)構(gòu)尺寸為 1390mm 1358mm；厚度為3mm;JB4706-92金屬僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 謝謝-21-精品資料包墊片。8、鞍座選用及安裝位置確定：鞍座選用JB/T4712-92鞍座BI1400-F/S；安裝尺寸如《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計》（化學(xué)工業(yè)出版社出版）：圖4-44所示其中：L6700，LB0.6L0.667004020mm?。篖B4000mm，L'CLC1350mm9、折流板布置：折流板尺寸：外徑：D DN 8 1400 8 1392mm；厚度取8mm前端折流板距管板的距離至少為 850mm；結(jié)構(gòu)調(diào)整為900mm；見《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計》（化學(xué)工業(yè)出版社出版）：圖 4-50（c）后端折流板距浮動管板的距離至少為 950mm；實(shí)際折流板間距 B=450mm，計算折流板數(shù)為 12塊。10、說明:在設(shè)計中由于給定壓力等數(shù)及公稱直徑超出 JB4730-92，長頸對焊法蘭標(biāo)準(zhǔn)范圍，對殼體及外頭蓋法蘭無法直接選取標(biāo)準(zhǔn)值，只能進(jìn)行非標(biāo)設(shè)計強(qiáng)度計算。八、強(qiáng)度設(shè)計計算僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 謝謝-22-精品資料1、筒體壁厚計算：由工藝設(shè)計給定設(shè)計溫度 85。C，設(shè)計壓力等于工作壓力為6.9Mpa，選低合金結(jié)構(gòu)鋼板 16MnR卷制，查得材料 85。C時許用應(yīng)力t163Mpa；《過程設(shè)備設(shè)計》（第二版）化學(xué)工業(yè)出版社。取焊縫系數(shù) =0.85，腐蝕裕度C2=1mm；對16MnR鋼板的負(fù)偏差C1=0根據(jù)《過程設(shè)備設(shè)計》（第二版）化學(xué)工業(yè)出版社：公式（ 4-13）內(nèi)壓圓筒計算厚度公式：=PcDi從而：tPc2計算厚度：=6.9140035.75mm1630.856.92設(shè)計厚度：dC235.75136.75mm名義厚度：ndC136.75mm圓整取n38mm有效厚度：enC1C237mm水壓試驗(yàn)壓力：PT 1.25Pc 1.25 6.91 8.625Mpat所選材料的屈服應(yīng)力水式實(shí)驗(yàn)應(yīng)力校核：

325Mpa（Di）（）t2e237167.5Mpa167.5Mpa 0.9s 0.9 0.85 325 248.625Mpa水壓強(qiáng)度滿足氣密試驗(yàn)壓力：PT Pc 6.9Mpa2、外頭蓋短節(jié)、封頭厚度計算：外頭蓋內(nèi)徑 =1500mm，其余參數(shù)同筒體：短節(jié)計算壁厚：S=PcDi=6.91500t216338.3mm2Pc0.856.9僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 謝謝-23-精品資料短節(jié)設(shè)計壁厚：Sd S C2 38.3 1 39.3mm短節(jié)名義厚度：Sn Sd C1 39.3mm 圓整取Sn=40mm有效厚度：Se Sn C1 C2 39mm壓力試驗(yàn)應(yīng)力校核：（Di）（）t2239170.2Mpae壓力試驗(yàn)滿足試驗(yàn)要求。外頭蓋封頭選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭：封頭計算壁厚：S=PcDi=6.915002t0.5Pc37.822mm21630.850.56.9封頭名義厚度：Sn S C1 C2 37.822 1 38.822mm取名義厚度與短節(jié)等厚：Sn 40mm3、管箱短節(jié)、封頭厚度計算：由工藝設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)為：設(shè)計溫度為 34。C，設(shè)計壓力為0.4Mpa，選用16MnR鋼板，材料許用應(yīng)力

t170Mpa，屈服強(qiáng)度s345Mpa，取焊縫系數(shù) =0.85，腐蝕裕度C2=2mm計算厚度：僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 謝謝-24-精品資料S=PcDi=0.414002t21701.94mmPc0.850.4設(shè)計厚度：Sd S C2 1.94 2 3.94mm名義厚度：Sn Sd C1 3.94mm結(jié)合考慮開孔補(bǔ)強(qiáng)及結(jié)構(gòu)需要取 Sn 8mm有效厚度：Se Sn C1 C2 8-2 6mm壓力試驗(yàn)強(qiáng)度在這種情況下一定滿足。管箱封頭取用厚度與短節(jié)相同，取 Sn 8mm4、管箱短節(jié)開孔補(bǔ)強(qiáng)校核開孔補(bǔ)強(qiáng)采用等面積補(bǔ)強(qiáng)法，接管尺寸為3779，考慮實(shí)際情況選20號熱軋?zhí)妓劁摴躷130Mpa，3779，C2=1mm接管計算壁厚：StPcDi0.43770.68mm2tPc21300.850.4接管有效壁厚：SetSntC1C29-1-90.156.65mm開孔直徑：ddi2C3772922.35363.7mm接管有效補(bǔ)強(qiáng)高度：B=2d=2 363.7=727.4mm僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 謝謝-25-精品資料接管外側(cè)有效補(bǔ)強(qiáng)高度：h1 dSnt 363.7 9 57.2mm需補(bǔ)強(qiáng)面積：A=dS=363.7 1.94=705.6mm2可以作為補(bǔ)強(qiáng)的面積：A1（B-d）(Se-S)（727.4363.7）（61.94）1476.6mm2A22h（1Set-St）fr257.2（6.650.68）130/170522.3mm2A1A21476.6522.31998.9A705.6mm2該接管補(bǔ)強(qiáng)的強(qiáng)度足夠，不需另設(shè)補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)。5、殼體接管開孔補(bǔ)強(qiáng)校核：開孔校核采用等面積補(bǔ)強(qiáng)法。選取20號熱軋?zhí)妓劁摴?2512鋼管許用應(yīng)力：t137Mpa，C2=1mm接管計算壁厚：StPcDi6.93252tPc213717.98mm6.9接管有效壁厚：SetSntC1C212-1-120.159.2mm開孔直徑：ddi2C3252122（1120.15）306.6mm接管有效補(bǔ)強(qiáng)厚度：B=2d=2 306.6=613.2mm接管外側(cè)有效補(bǔ)強(qiáng)高度：h1 dSnt 306.612 60.7mm需要補(bǔ)強(qiáng)面積：僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 謝謝-26-精品資料A=d =306.6 35.75=10960.95mm2可以作為補(bǔ)強(qiáng)的面積為：A1（B-d）(e-)（613.2306.6）（3735.75）383.25mm2A22h（1Set-St）fr260.7（9.27.98）137/170119.4mm2尚需另加補(bǔ)強(qiáng)的面積為：A4 A-A1-A2 10960.95-383.25-119.4 10458.3mm2補(bǔ)強(qiáng)圈厚度：SkA410458.336.3mmBd0613.2325實(shí)際補(bǔ)強(qiáng)圈與筒體等厚： Sk 38mm； 則另行補(bǔ)強(qiáng)面積：A4SK(B-d0)38（613.2325）10951.6mm2A1A2A4383.25119.410951.611454.25mm2A10960.95mm2同時計算焊縫面積 A3后，該開孔補(bǔ)強(qiáng)的強(qiáng)度的足夠。6、固定管板計算：固定管板厚度設(shè)計采用 BS法。假設(shè)管板厚度 b=100mm?？倱Q熱管數(shù)量 n=1254；一根管壁金屬橫截面積為：a（d02di2）（252202）176.6mm244開孔溫度削弱系數(shù)（雙程）：0.5兩管板間換熱管有效長度(除掉兩管板厚)L取6850mm計算系數(shù)K：K21.32Di?na1.3214001254176.614.85bLb1000.56850100K=3.855僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 謝謝-27-精品資料接管板筒支考慮，依 K值查《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計》化學(xué)工業(yè)出版社：圖4-45，圖4-46，圖4-47得：G1 2.9,G2 -0.65,G3 2.8管板最大應(yīng)力:t1Pa（PsPt）G216.41（6.90.4）（0.65）57.4Mpa0.2330.607或t1Pa（PsPt）G316.41（6.90.4）2.8101.2Mpa0.2330.607筒體內(nèi)徑截面積：ADi2140021538600mm244管板上管孔所占的總截面積：C?nd021254252615555.8mm244系數(shù)A-C1538600615555.8A0.61538600系數(shù)n?a1254176.60.24A-C1538600615555.8殼程壓力：Ps6.9Mpa管程壓力:Pl0.4Mpa當(dāng)量壓差：PaPs-P（l1）6.90.4（10.24）6.404Mpa管板采用16Mn鍛：r150Mpa僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 謝謝-28-精品資料換熱管采用10號碳系鋼： t 112Mpa管板管子程度校核：rmax219.6Mpa1.51.5150225Mpatmax101.2Mpat112Mpa管板計算厚度滿足強(qiáng)度要求?？紤]管板雙面腐蝕取C24mm，隔板槽深取4mm，實(shí)際管板厚為108mm。7、浮頭管板及鉤圈：浮頭式換熱器浮頭管板的厚度不是由強(qiáng)度決定的，按結(jié)構(gòu)取 80mm； 鉤圈采用B型。材料與浮頭管板相同，設(shè)計厚度按浮頭管板厚加 16mm，定為96mm。8、無折邊球封頭計算：封頭上面無折邊球形封頭的計算接外壓球殼計算，依照GB151-89方法計算。選用16MnR析，封頭Ri。氣體，內(nèi)側(cè)為。1100mm，封頭外側(cè)85C34C循環(huán)水，取壁溫45。C。假設(shè)名義厚度Sn 50mm；雙面腐蝕取C2 3mm，鋼板主偏差C1 1.2mm；當(dāng)量厚度:SeSnC50-3-1.245.8mm