化工原理課程設(shè)計(jì)煤油冷卻器的設(shè)計(jì)與選型

1、目錄一、設(shè)計(jì)題目1二、課題條件1三、課程設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容1四、設(shè)計(jì)說(shuō)明書的內(nèi)容1五、確定設(shè)計(jì)方案21、換熱器的選型22、 管程安排3六、 工藝設(shè)計(jì)41、確定物性數(shù)據(jù)41）定性溫度的計(jì)算42）確定物性參數(shù)42、 計(jì)算平均溫差41）逆流溫差42） 管徑53、計(jì)算熱負(fù)荷54、 計(jì)算傳熱面積55、冷卻水用量76、 管程數(shù)和傳熱管數(shù)77、傳熱管排列和分程方法88、殼體內(nèi)徑89、折流擋板和接管91）折流擋板92）接管910、核算傳熱系數(shù)101) 殼程表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)102）管程表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)113）污垢熱阻和管壁熱阻：114)傳熱系數(shù)125)傳熱面積裕度1211、壁溫計(jì)算1212、確定壓力降131）管程流體阻力1

2、32）殼程流體阻力1413、換熱器主要結(jié)構(gòu)尺寸和計(jì)算結(jié)果16七、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)161、固定管板設(shè)計(jì)162、膨脹節(jié)選擇173、封頭設(shè)計(jì)184、管箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)195、分程管板設(shè)計(jì)206、接管設(shè)計(jì)207、支座設(shè)計(jì)218、拉桿設(shè)計(jì)219、折流板設(shè)計(jì)與布置2210、墊片設(shè)計(jì)與布置22八、 強(qiáng)度核算221、筒體壁厚計(jì)算222、管箱短節(jié)、封頭厚度計(jì)算233、固定管板計(jì)算24九、 問(wèn)題討論26十、心得體會(huì)29主要參考文獻(xiàn)31化工原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書1、 設(shè)計(jì)題目煤油冷卻器的設(shè)計(jì)與選型2、 課題條件 1.煤油的流量：g1=17t/h； 2.煤油入口溫度t1=160，出口溫度t2=60； 3.冷卻水入口溫度t1=20，出口

3、溫度t2=40；4. 運(yùn)行表壓：煤油為0.1mpa，冷卻水為0.3mpa；三、課程設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容 （1）確定設(shè)計(jì)方案 （2）工藝設(shè)計(jì) （3）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （4）寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書，并繪制相應(yīng)的工藝流程圖和主體設(shè)備結(jié)構(gòu)圖；四、設(shè)計(jì)說(shuō)明書的內(nèi)容 （1）目錄 （2）設(shè)計(jì)題目（任務(wù)書） （3）流程示意圖 （4）流程和方案的說(shuō)明和論證 （5）設(shè)計(jì)結(jié)果概要（主要設(shè)備尺寸、各種物料量和狀態(tài)、能耗指標(biāo)、 設(shè)計(jì)時(shí)規(guī)定的主要操作參數(shù)以及附屬設(shè)備的規(guī)格、型號(hào)及數(shù)量） （6）設(shè)計(jì)計(jì)算與說(shuō)明 （7）對(duì)設(shè)計(jì)的評(píng)述及有關(guān)問(wèn)題的分析討論 （8）參考文獻(xiàn)目錄五、確定設(shè)計(jì)方案1、換熱器的選型表1 換熱器類型特點(diǎn)比較比較類型類型型 列管式換

4、熱器 固定管板式 浮頭式結(jié)構(gòu) 兩端與殼體連為一體，管子固定于管板上 兩端管板只有一端與殼體固定，另一端可相對(duì)于殼體做某些移動(dòng)，該端稱為浮頭。優(yōu)點(diǎn) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，排管最多，比較緊湊。換熱管束膨脹不受殼體約束，不會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力;易于清洗和檢修；管內(nèi)外均能承受高壓，可用于高溫高壓場(chǎng)合。缺點(diǎn)結(jié)構(gòu)使得殼側(cè)清洗困難，不能用于易結(jié)垢和不清潔的流體溫差大于60，殼程壓強(qiáng)超過(guò)0.6mpa時(shí)，補(bǔ)償圈過(guò)厚，難以伸縮，失去溫差補(bǔ)償?shù)淖饔?。結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，設(shè)備費(fèi)用較大;相對(duì)于其他換熱器來(lái)說(shuō).當(dāng)其直徑較大時(shí)，u型部分支撐有困難，管束抗震性較差。綜上所述：兩流體溫度變化情況：熱流體進(jìn)口溫度160 ,出口溫度60 ；冷流體（循環(huán)水）

5、進(jìn)口溫度20，出口溫度40。由所設(shè)溫度值，估計(jì)該換熱器的管壁溫和殼體壁溫之差較大，因此初步確定選用帶膨脹節(jié)的固定管板式換熱器。因?yàn)楣潭ü馨迨綋Q熱器旁路滲流較小、造價(jià)低、無(wú)內(nèi)漏，是很常用的換熱器。2、 管程安排 水走管程，煤油走殼程。 理由：環(huán)冷卻水較易結(jié)垢，若其流速太低，將會(huì)加快污垢增長(zhǎng)速度。殼程內(nèi)徑較管程大，冷卻水為易結(jié)垢流體，走管程可保證其流速，防止換熱器因內(nèi)部結(jié)垢過(guò)多而致使熱流量和熱效率大大降低；煤油為被冷卻介質(zhì)，為便于散熱應(yīng)走殼程。3、 流向及流速的選擇 采用逆流方式。 理由：逆流的對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力較并流大且均勻，因而傳遞同樣的熱流量，所需的傳熱面積較小。 管內(nèi)冷卻水為易結(jié)垢液體。依據(jù)表

6、2，我們選取管內(nèi)流速。表2 列管換熱器內(nèi)常用的流速范圍流體種類流速 m/s管程殼程一般液體宜結(jié)垢液體氣 體0.51.315300.21.50.53156、 工藝設(shè)計(jì)1、確定物性數(shù)據(jù) 1）定性溫度的計(jì)算對(duì)于一般氣體和水等低黏度流體，其定性溫度為流體進(jìn)出口溫度的平均值。殼程流體定性溫度：管程流體定性溫度：2） 確定物性參數(shù) 依據(jù)【化學(xué)工業(yè)出版社常用化工物料物性數(shù)據(jù)手冊(cè)】 煤油在110下的有關(guān)物性數(shù)據(jù)如下 密度 定壓比熱容 熱導(dǎo)率 粘度 循環(huán)水在30下的物性數(shù)據(jù)： 密度 定壓比熱容 熱導(dǎo)率 粘度 2、 計(jì)算平均溫差 1）逆流溫差2） 管徑 依據(jù)【化學(xué)工業(yè)出版社化工原理（上冊(cè)）第三版：p226】, 選

7、用25mm2.5mm,管心距32mm的較高級(jí)冷拔傳熱管（碳鋼）。3） 平均傳熱溫差和殼程的確定 依據(jù)【化學(xué)工業(yè)出版社化工原理課程設(shè)計(jì)付家新 p59公式3-11】 則平均傳熱溫差 由于平均傳熱溫差校正系數(shù)大于0.8，所以取單殼程合適。3、 計(jì)算熱負(fù)荷 = 忽略換熱器熱損失，認(rèn)為4、 計(jì)算傳熱面積 依據(jù)【化學(xué)工業(yè)出版社化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)匡國(guó)柱p60表3-1 見表3】表3 傳熱系數(shù)經(jīng)驗(yàn)值管程殼程傳熱系數(shù)k 水（0.91.5m/s）凈水（0.30.6m/s)582698水水（流速較高時(shí)）8141163冷水輕有機(jī)物116467鹽水輕有機(jī)物233582有機(jī)溶劑有機(jī)溶劑（0.30.55m/s)198

8、233輕有機(jī)物輕有機(jī)物重有機(jī)物58233水（1m/s)水蒸氣（有壓力）冷凝23264652水溶液水蒸汽冷凝5822908水溶液水蒸汽冷凝116349水有機(jī)物蒸汽及水蒸汽冷凝5821163水重有機(jī)物蒸汽（常壓）冷凝16349水重有機(jī)物蒸汽（負(fù)壓）冷凝58174水飽和有機(jī)溶劑（常壓）冷凝5821163水含飽和水蒸汽和氯氣（2050）174349水(冷凝）8141163水（冷凝）698930水氟利昂（冷凝）756水水蒸氣（常壓或負(fù)壓）冷凝17453489所選k值范圍應(yīng)為290698w/（），假設(shè),則估算的傳熱面積為=5、 冷卻水用量6、 管程數(shù)和傳熱管數(shù) 單程傳熱管數(shù)： 按單程管計(jì)算，所需的傳熱管長(zhǎng)

9、度為 ：若按單程管設(shè)計(jì)，則傳熱管過(guò)長(zhǎng)，故宜采用多管程結(jié)構(gòu)。根據(jù)【化學(xué)工業(yè)出版社化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)：p62】，現(xiàn)取傳熱管長(zhǎng)，則該換熱器的管程數(shù)為：則傳熱管總根：7、 傳熱管排列和分程方法 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（上冊(cè)）（第三版）：圖6-51】。依據(jù)【化學(xué)工業(yè)出版社化工原理課程設(shè)計(jì)付家新 p50表3-6】，即表4可知：換熱管中心距 t=32mm 分程隔板槽兩側(cè)相鄰管中心距 =44mm表4 換熱管中心距換熱管外徑101214161920253032353845505557換熱管中心距13141619222526323840

10、444857646472分層隔板兩側(cè)相鄰管中心距sn2830323538404450525660687678808、 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，則殼體內(nèi)徑為： 圓整為 筒體直徑校核計(jì)算：殼體的內(nèi)徑應(yīng)等于或大于（在固定管板換熱器中）管板的直徑，所以管板直徑的計(jì)算可以決定殼體的內(nèi)徑，其表達(dá)式為： 管子按正三角形排列 取 按殼體直徑標(biāo)準(zhǔn)系列尺寸進(jìn)行圓整：9、折流擋板和接管 1）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 取折流板間距，則 ，即b為300mm。 折流板數(shù)目為： 2）接管 換熱器中流體進(jìn)出口接管直徑的計(jì)算公式為：

11、液體流速u的經(jīng)驗(yàn)值為：u=1.02 .0m/s；殼程流體進(jìn)出口接管：取接管內(nèi)液體流速為，則接管內(nèi)徑為：圓整后可取管內(nèi)徑為80mm。管程流體進(jìn)出口接管：取接管內(nèi)液體流速，則接管內(nèi)徑為：圓整后去管內(nèi)徑為150mm。10、核算傳熱系數(shù)1) 殼程表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 用克恩法計(jì)算，見【化學(xué)工業(yè)出版社化工原理（上冊(cè)）（第三版）p227式（6-146）】： 當(dāng)量直徑:依【化學(xué)工業(yè)出版社化工原理（上冊(cè)）（第三版）p227式（6-148）】得 = 殼程流通截面積： 殼程流體流速及其雷諾數(shù)分別為 普朗特?cái)?shù)為 粘度校正 所以殼程表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為2）管程表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 計(jì)算式為： 流速和雷諾數(shù)分別為 普朗特?cái)?shù)和管內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)

12、為 3）污垢熱阻和管壁熱阻： 由【天津工業(yè)出版社化工原理課程設(shè)計(jì)：p23表2-6】取： 管內(nèi)側(cè)污垢熱阻 管外側(cè)污垢熱阻 查資料得碳鋼在該條件下的熱導(dǎo)率。 所以 4)傳熱系數(shù) 故假設(shè)的傳熱系數(shù)滿足要求。5)傳熱面積裕度 計(jì)算傳熱面積： 該換熱器的實(shí)際傳熱面積為： 該換熱器的面積裕度為 傳熱面積裕度合適，該換熱器能夠完成生產(chǎn)任務(wù)。11、壁溫計(jì)算因?yàn)楣鼙诤鼙?，而且壁熱阻很小，故管壁溫度可按式?jì)算。依據(jù)【化學(xué)工業(yè)出版社化工原理課程設(shè)計(jì)付家新】p63 式3-32】可得： 算得傳熱管平均壁溫殼體壁溫和傳熱管壁溫之差為12、 確定壓力降已知運(yùn)行表壓：煤油為0.1mpa，冷卻水為0.3mpa。由【化學(xué)工業(yè)出版

13、社化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)：表3-12】查得：由表和已知可得，煤油和冷卻水的允許最大壓降皆為0.05mpa。1） 管程流體阻力 其中：, ， fs=1.4， (壓力降較大，此值較小，可忽略不計(jì)) 由，取傳熱管相對(duì)粗糙度0.0005，查莫狄圖:【化學(xué)工業(yè)出版社化工原理（上冊(cè)）（第三版）：圖1-32】得。由于流速, 密度,所以： 管程流體阻力在允許范圍之內(nèi)。2）殼程流體阻力 計(jì)算式為： 其中： , 流體流經(jīng)管束的阻力 其中： 故 流體流過(guò)折流板缺口的阻力 , 其中 故 總阻力 故殼程流體阻力在允許范圍之內(nèi)。13、換熱器主要結(jié)構(gòu)尺寸和計(jì)算結(jié)果參數(shù)管程殼程流率4948517000進(jìn)/出口溫度/20/

14、40160/60壓力/0.30.1物性定性溫度/30110密度/（kg/m3）995.7759定壓比熱容/kj/（kg）4.1742.43粘度/（pas）0.80075.01熱導(dǎo)率（w/（m） 0.61710.1027普朗特?cái)?shù)5.415911.854設(shè)備結(jié)構(gòu)參數(shù)形式固定管板式殼程數(shù)1殼體內(nèi)徑/600臺(tái)數(shù)1管徑/252.5管心距/32管長(zhǎng)/4500管子排列正三角形排列管數(shù)目/根176折流板數(shù)/個(gè)14傳熱面積/62.172折流板間距/300管程數(shù)4材質(zhì)碳鋼主要計(jì)算結(jié)果管程殼程流速/（m/s）0.99960.1579表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)/w/（k）445.354784.28污垢熱阻/（k/w）0.00034

15、40.000172阻力/ 0.001880.000127熱流量/w 1147500傳熱溫差/k 65.62傳熱系數(shù)/w/（k） 314.26裕度/% 15.18%七、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、固定管板設(shè)計(jì) 由于換熱器的內(nèi)徑已確定，采用標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)徑?jīng)Q定固定管板外徑及各結(jié)構(gòu)尺寸。其結(jié)構(gòu)如圖所示：依據(jù)【化學(xué)工業(yè)出版社出版化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)：p145表4-14】可知：固定管板的結(jié)構(gòu)尺寸為： 公稱直徑dn/mm600 d/mm730 d1/mm690 d2/mm590 d3/mm598 d4/mm643 d5/mm600 b/mm36 c/mm10 d/mm23螺栓孔數(shù)n/個(gè)數(shù)282、膨脹節(jié)選擇 固定管板式換熱器

16、換熱過(guò)程中，管束和殼體有一定得溫差存在，而管板、管束與殼體之間是剛性地連接在一起的，當(dāng)溫差達(dá)到某一個(gè)溫度值時(shí)，由于過(guò)大的溫差應(yīng)力往往會(huì)引起殼體的破壞或造成管束彎曲。當(dāng)溫差很大（一般是大于50）時(shí)，需要設(shè)置溫差補(bǔ)償裝置，如膨脹節(jié)。 由于殼體壁溫和傳熱管壁溫之差，大于50，故需要設(shè)置膨脹節(jié)。依據(jù)【化學(xué)工業(yè)出版社化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)p167】知：u型膨脹節(jié)具有結(jié)構(gòu)緊湊簡(jiǎn)單、補(bǔ)償性能好、價(jià)格便宜等特點(diǎn)，故選擇u型膨脹節(jié)。膨脹節(jié)型號(hào)為gb 16749。3、封頭設(shè)計(jì) 采用標(biāo)注橢圓形封頭 jb/t4737-95. 由【化學(xué)工業(yè)出版社化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)第二版】及中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)查得:公稱直徑, 曲面

17、高度 ， 直邊高度， 厚度， 內(nèi)表面積 0.4374m2, 容 積0.0353m3, 質(zhì)量 20.44kg4、管箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選用b型封頭管箱，管箱最小長(zhǎng)度可采用流道面積計(jì)算【化學(xué)工業(yè)出版社出版化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)（第二版）p157-158】 其中： 依據(jù)【化學(xué)工業(yè)出版社化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)（第二版）：p160】所示方法和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)作圖如下： 并查p160圖4-38得:由，取管箱長(zhǎng)為490m5、分程管板設(shè)計(jì) 分程管板選用材料為碳鋼a型。 依據(jù)【化學(xué)工業(yè)出版社化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)p127 表4-1】：當(dāng)公稱直徑為600mm，材料為碳鋼時(shí)，分程管板的最小厚度為8mm。6、接管設(shè)計(jì)管程接

18、管直徑 d1=150mm殼程接管直徑 d2=80mm接管高度選擇160mm。依據(jù)【化學(xué)工業(yè)出版社化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)p141】:接管位置最小尺寸: 所以，取。7、 支座設(shè)計(jì) 依據(jù)【化學(xué)工業(yè)出版社化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)p169】： 選用jb/t4712鞍式支座a型，高度按200mm選取。 兩支座之間距離： 8、拉桿設(shè)計(jì)依據(jù)【化學(xué)工業(yè)出版社化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)p135 表4-7，表4-8，表4-9】： 換熱管外徑 25mm 公稱直徑 600mm 故選擇直徑為16mm的拉桿，拉桿數(shù)量為4，其尺寸為：拉桿直徑/mm16拉桿螺紋公稱直徑/mm16/mm20/mm60管板上拉桿的孔深/mm

19、209、折流板設(shè)計(jì)與布置 折流板尺寸： 折流板厚度： 折流板管孔直徑： 允許偏差：+0.40 前后端折流板距管板的距離至少為實(shí)際折流板間距，總折流板數(shù)為14塊， 參見【化學(xué)工業(yè)出版社化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)p133 表4-2,4-3,4-5】。10、墊片設(shè)計(jì)與布置 墊片的尺寸： 【化學(xué)工業(yè)出版社化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)p164 表4-24,4-25,】。8、 強(qiáng)度核算 1、筒體壁厚計(jì)算 設(shè)計(jì)參數(shù)： 設(shè)計(jì)溫度 110 設(shè)計(jì)壓力 0.1mpa 依據(jù)【化學(xué)工業(yè)出版社化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)第二版 】：選用鋼號(hào)為q235-b的碳鋼材料，該材料許用應(yīng)力為=113mpa取焊縫系數(shù)，腐蝕裕度；對(duì)q235-b鋼板

20、的負(fù)偏差根據(jù)【化學(xué)工業(yè)出版社化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)（第二版）：公式（9-1）】?jī)?nèi)壓圓筒計(jì)算厚度公式： 從而：計(jì)算厚度： 設(shè)計(jì)厚度： 名義厚度： 圓整取有效厚度：水壓試驗(yàn)壓力：所選材料的屈服應(yīng)力水式實(shí)驗(yàn)應(yīng)力校核：水壓強(qiáng)度滿足氣密試驗(yàn)壓力：2、管箱短節(jié)、封頭厚度計(jì)算 設(shè)計(jì)參數(shù)： 設(shè)計(jì)溫度為30 設(shè)計(jì)壓力為0.3m， 選用q235-b碳鋼，材料許用應(yīng)力，屈服強(qiáng)度，取焊縫系數(shù)，腐蝕裕度。 計(jì)算厚度： 設(shè)計(jì)厚度： 名義厚度： 結(jié)合考慮開孔補(bǔ)強(qiáng)及結(jié)構(gòu)需要取 有效厚度： 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 3、固定管板計(jì)算 固定管板厚度設(shè)計(jì)采用bs法?！净瘜W(xué)工業(yè)出版社化工單元過(guò)程及

21、設(shè)備課程設(shè)計(jì)p1710】假設(shè)管板厚度。 ； 一根管壁金屬橫截面積為： 開孔溫度削弱系數(shù)（四程）： 兩管板間換熱管有效長(zhǎng)度(除掉四管板厚)l取4420mm. 計(jì)算系數(shù)k： 接管板簡(jiǎn)支考慮，依k值查【化學(xué)工業(yè)出版社化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)：p171-p173圖4-45、圖4-46和圖4-47】得： 管板最大應(yīng)力： 管子最大應(yīng)力: 或 管子最大應(yīng)力說(shuō)明及計(jì)算： 筒體內(nèi)徑截面積： 管板上管孔所占的總截面積： 系數(shù) 系數(shù)管子與筒體的剛度比 es筒體材料彈性模數(shù)，； et管子材料彈性模數(shù)， 。 所以筒體殼壁金屬的橫截面積： 當(dāng)量壓差 最大壓差 殼程壓力： 管程壓力: 管板采用q235-b鍛： 換熱管采用

22、q235-b碳系鋼： 管板管子程度校核： 管板計(jì)算厚度滿足強(qiáng)度要求?？紤]管板雙面腐蝕取，隔板槽深取0.5mm，實(shí)際管板厚為44.5mm。9、 問(wèn)題討論1、換熱器設(shè)計(jì)的一般步驟是什么？答：換熱器設(shè)計(jì)步驟： 1）按照生產(chǎn)任務(wù)、物料的屬性及進(jìn)出口壓力和溫度變化要求，計(jì)算換熱器的換熱量、定性溫度初算平均傳熱溫度差。2）按經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)選取估算k值，綜合預(yù)選擇材料的在物料中的換熱系數(shù)，初步計(jì)算出需要換熱器的換熱面積。3）根據(jù)初算的換熱面積進(jìn)行換熱器的尺寸初步設(shè)計(jì)（包括管徑、管長(zhǎng)、管子數(shù)、管程數(shù)、管子排列方式、圓整殼體內(nèi)經(jīng)等）。4）核算k以及校核平均溫度差d。5）校核傳熱量，要求有10%-15%的裕度，計(jì)算管

23、程殼程壓力降。2、管程，殼程介質(zhì)如何選擇？答：宜走管程的流體：. u9 m 2 t! i; g- j, r 1）不潔凈或易結(jié)垢的液體宜在管程，因管內(nèi)清洗方便； m u% e& f7 _; j2）腐蝕性流體宜在管程，以免管束和殼體同時(shí)受到腐蝕； b# % v3 g2 _% i , o2 g3）壓力高的流體宜走管內(nèi)，以免殼體承受壓力；; k2 4）對(duì)流傳熱系數(shù)明顯小的流體宜走管程.； q+ b* ? n+ ) d$ w 5）有毒流體宜走管程；|1 o3 m( , 4 x1 q8 宜走殼程的流體： 8 k9 k t# r: m$ j. a1)飽和蒸汽宜走殼程，因?yàn)轱柡驼羝容^清靜，給熱系數(shù)與流 速無(wú)

24、關(guān)而且冷凝液容易排出；7 k% u4 4 u, 2）被冷卻的流體宜走殼程，便于散熱； 3）若兩流體溫差較大，對(duì)于剛性結(jié)構(gòu)的換熱器，宜將給熱系數(shù)大的流體通入殼程，以減小熱效力； 4）流量小而粘度大的流體一般以殼程為宜，因在殼程100即可達(dá)到湍流?！緟⒄栈瘜W(xué)工業(yè)出版社化工原理（上）p225】3、管程和殼程如何分程？分程的目的是什么？答：管程和殼程的分程選用分程隔板，分程的目的提高流速以提高傳熱系數(shù)，但程數(shù)不宜太多。 在管殼式換熱器中，最簡(jiǎn)單常用的是單管程的換熱器。如果根據(jù)換熱器工藝設(shè)計(jì)要求，需要加大換熱面積時(shí)，可以采用增加管長(zhǎng)或者管數(shù)的方法。但前者受到加工，運(yùn)輸，安裝以及維修等方面的限制，故經(jīng)常采

25、用后一種的方法。增加管數(shù)可以增加換熱面積，但介質(zhì)在管束中的流速隨著換熱管數(shù)的增多而下降，結(jié)果反而使得流體的傳熱系數(shù)降低，故不能僅僅采用增加換熱管數(shù)的方法來(lái)達(dá)到提高傳熱系數(shù)的目的 。為解決這個(gè)問(wèn)題，使流體在管束中保持較大流速，可將管束分程若干程數(shù)，使流體一次流過(guò)各程管子，以增加流體速度，提高傳熱系數(shù)。4、折流板設(shè)計(jì)有何要求？殼程雷諾數(shù)多少能維持湍動(dòng)？答：折流板是為了使管外流體的流速達(dá)到一定的數(shù)值而設(shè)置的，折流板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括型式的確定, 形狀的設(shè)計(jì), 缺口高度設(shè)計(jì)和折流板間距設(shè)計(jì)。換熱器殼程折流板可分為橫向折流板和縱向折流板, 由于殼程加裝縱向折流板在制造工藝上較困難, 而且造成殼程壓降增加,

26、因此一般采用殼程加裝橫向折流板。殼程加裝橫向折流板后, 殼程換熱介質(zhì)雷諾數(shù)100 時(shí), 殼程介質(zhì)即達(dá)湍流, 能有效提高換熱器的傳熱能力, 橫向折流板常采用弓形和盤- 環(huán)形, 弓形折流板加工、制造和組裝較方便, 使用最普遍, 盤- 環(huán)形折流板主要用于小型換熱器中。在換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中, 合理設(shè)計(jì)折流板間距是保證殼程換熱介質(zhì)的壓力降滿足設(shè)計(jì)要求的關(guān)鍵。殼程大于1萬(wàn)能維持湍動(dòng)。10、 心得體會(huì) 經(jīng)過(guò)這十天的努力，我們終于將化工原理課程設(shè)計(jì)做完了。在這個(gè)過(guò)程中我們有過(guò)很多疑惑，解決不了的時(shí)候會(huì)煩躁，會(huì)著急，但是經(jīng)過(guò)大家的齊心協(xié)力，我們順利的完成了此次的課程設(shè)計(jì)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，讓我受益匪淺。換熱器是上學(xué)期的課程內(nèi)