固定管板换热器毕业设计

沈阳化工大学学士学位论文Abstract沈阳化工大学本科毕业论文题目：卧式油-油固定管板换热器设计院系：机械工程学院专业：班级：学生姓名：指导教师：论文提交日期：年月日论文答辩日期：年月日沈阳化工大学学士学位论文目录目录第一章引言..................................................1第二章文献综述..............................................2第三章设计说明书............................................73.1、传热工艺计算.........................................73.1.1原始数据.........................................73.1.2定性温度及物性参数...............................73.1.3传热量与柴油出口温度及定性温度...................83.1.4有效平均温度.....................................83.1.5管程换热系数计算.................................93.1.6结构的初步设计：................................103.1.7壳程换热系数计算................................103.1.8传热系数计算....................................113.1.9管壁温度计算....................................123.1.10管程压降计算...................................123.1.11壳程压降计算...................................133.2、强度计算............................................143.2.1换热管材料及规格的选择和根数确定................143.2.2管子的排列方式..................................143.2.3确定筒体直径....................................15沈阳化工大学学士学位论文设计计算3.2.4筒体壁厚的确定..................................15沈阳化工大学学士学位论文目录3.2.5液压试验........................................173.2.6封头厚度的计算..................................173.2.7法兰的选择......................................183.2.8管板的设计......................................203.2.9折流板的选择....................................313.2.10接管及开孔补强.................................323.2.11管箱短节壁厚的计算.............................353.2.12拉杆和定距管的确定.............................353.2.13分层隔板厚度选取...............................363.2.14支座的选择及应力校核...........................36参考文献....................................................42致谢........................................................44沈阳化工大学学士学位论文第三章设计说明书第三章设计说明书3、1传热工艺计算3.1.1原始数据壳程柴油的进口温度Ct175'1壳程柴油的工作压力MPa6.11管程原油的进口温度Ct70'2管程原油的出口温度Ct110''2管程原油的工作压力MPa6.12壳程柴油的流量hkgG680001管程原油的流量hkgG8800023.1.2定性温度及物性参数管程原油定性温度2t='22()/2tt90C管程原油密度查物性表得2=8153kgm管程原油比热查物性表得2PC=2.2CKgKJ管程原油导热系数查物性表得2=0.128Cmw管程原油的粘度2=310-3Pa.s管程原油普朗特数查物性表得Pr2=51.56壳程柴油密度查物性表得31715mkg壳程柴油比热查物性表得CkgkJCP48.21沈阳化工大学学士学位论文第三章设计说明书壳程柴油导热系数查物性表得Cmw133.01壳程柴油黏度sPa6110640壳程柴油普朗特数查物性表得Pr1=1000×μ1×Cp1／λ1=11.933.1.3传热量与柴油的出口温度及柴油的定性温度取定换热效率为98.0则设计传热量WttCGQP21080893600/100098.0)11070(2.28800036001000''2'2220则柴油的出口温度CCGQttP130100048.2680002108089360017510003600110'1''1壳程柴油定性温度1t=)c(''1'1''1ttFt=175+0.3(175－130)=188.5C3.1.4有效平均温度606557013011017570130110175'2''1''2'1'2''1''2'1lnlnttttlntttttN=C5.62参数P：38.0105407017570110'2'1'2''2tttt参数R：125.1404570110130175'2''2''1'1ttttR换热器按单壳程双管程设计，则查《管壳式换热器原理与设计》图2-6（a）得：温差校正系数：93.0沈阳化工大学学士学位论文第三章设计说明书有效平均温差：CttNm125.585.6293.03.1.5管程换热系数计算参考表2—7《管壳式换热器原理与计算》初选传热系数：CmwK5000则初选传热面积为：200054.72125.585002108089mtKQFm选用219不锈钢的无缝钢管作换热管。则管子外径md019.00管子内径mdi015.0002.02019.0管子长度ml3则所需换热管根数：3019.054.7200ldFNt=405.1可取换热管根数为406根则管程流通面积为2222036.0015.04240642mdNait（两管程）管程流速为：smaG833.0036.036008158800036002222管程质量流速为：smkgW2222679833.0815管程雷诺数为3395103015.05.0815Re3222id管程传热系数为：6740015.0100833.090015.013600100015.0136002.08.02.08.0222idt沈阳化工大学学士学位论文第三章设计说明书3.1.6结构的初步设计：查GB151—1999知管间距按025.1d取：管间距为：S=1.25×0.019=0.025m管束中心排管数为：224061.11.1tcNN取22根则壳体内径为：601.0019.04122025.0410dNSDci故内径为0.7m则内径比为3.47.03iDL（合理）折流板由书可知可以选择弓形折流板。则弓形折流板的弓高为：mDhi14.07.02.02.0折流板间距为：mDBi35.027.02折流板数量为：6.7135.031BlnB取6块3.1.7壳程换热系数计算壳程流通面积为：20106.0025.0019.017.035.01msdBDfi壳程流速为：smfG44.006.071536006800036001111壳程质量流速为：smkgW21118.31444.0715壳程当量直径为：0445.0019.0406019.04067.0220202dNdNDdttie壳程雷诺数为：21874106400445.044.0715Re61111ed沈阳化工大学学士学位论文第三章设计说明书切去弓形面积所占比例按2.0iDh查得为0.145壳程传热因子由《管壳式换热器原理与设计》书图2-12可查得：120Js管外壁温度假定值为：C145壁温下油的黏度为：sPau610640黏度修正系数为：164064014.014.0111壳程换热系数为：44.819120193.110445.0133.0313111Jsdre3.1.8传热系数计算查GB151—1999书第138页可知：壳程选用柴油、管程选用原油则油侧污垢热阻为：000172.01000172.02由于管壁比较薄，管壳层阻力损失都不超过0.3×103N/m3所以管壁的热阻可以忽略不计。所以可以计算出总传热系数为：015.0*6740019.0015.0019.0000172.0000172.044.81911111200211iijddddKCmw72.553则传热系数比为：11.150072.5530KKj(合理)所以假设合理。3.1.9管壁温度计算管外壁热流温度计算为：CmwldNQqt2001289963019.014.34062108089沈阳化工大学学士学位论文第三章设计说明书管外壁温度为：Cqttw4.148000172.044.8191289968.188111111误差校核：Cttww4.31454.148'11因为误差不大，所以合适。3.1.10管程压降计算Cddqttiw102000172.067401015.0019.028996901220122壁温下油的黏度为：sPaw32103黏度修正系数：110310314.03314.0222w查得管程摩擦系数为：0122.02管程数2tn管内沿程压为：PadnlWiti13801015.081520122.0236792222222回弯压降为：PanWtb2263815224679422222取出口处质量流速为：smkgWN221000进出口管处压降为：PaWNN84025.1815210005.1222222管程污垢校正系数为：2.12d则管程压降：Pandbi6.1277384022.122631380222沈阳化工大学学士学位论文第三章设计说明书3.1.11壳程压降计算壳程当量直径为：019.0406019.0406