化工原理课程设计全套包括图纸Word文档下载推荐.docx
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由©
(R,P)查表得©
二,因为VV,满足要求。
由此得:
tm折忆tm逆OC计算定性温度Tm和tm
!
(T+T2)=(68.74+44)=56.37oC
2122
ht1-t2)=(30+38)=34oC
22
⑺查出物料和冷却剂的物性参数
Tm
tm
物料名称
己烷
质量流量
qm11400t/d
比热
容
Cp2428.34Jg<
gck1
粘度
口0.00023pags
密度
p624.89kg/m3
导热系数
入0.1047wgm1gk1
查出冷却剂的物性参数
p994.3kg/m3
口0.00074pags
Cp4174J*g1k1
导热系数
入0.6248wgm1k1
(8)计算热负荷
QqmlCpi(T-T2)
(9)根据总传热系数
14001000
:
242834(68.74-44)=973473.64J/S
243600
K的大致范围,初选总传热系数K0=47OW/(m2gk)
(10)初算传热面积So
S0—Q—
K0tm折
里竺型104.64m2
47019.79
(11)根据工艺条件,选取公称压力
PN=
(12)根据流体物性,选定换热管材为:
碳素钢
(13)由初算传热面积So和选定的公称压力PN,根据管壳式换热器行业标准
JB/T4715-92初定换热器的工艺尺寸:
1.从行标中直接查取计算换热面积:
S=m2
2.公称直径DN取600mm(卷制圆筒,圆筒内径为公称直径)
3.管长L=4500mm
4.管壁壁厚切0bmm:
①192mm
5.
6.
总管数:
n=416中心排管数:
Nc=23
7.
管程流通面积A=m2
8.
9.
管子排列方式:
正三角形管心距:
t=25mm
10.管程数:
Np=2
11.壳程数:
Ns=1
12.折流板间距:
13.折流板型式:
h=300mm
25%圆缺形
14.计算冷却剂的流量
973473.6429.153kg/s
4174/38-30)3
15.计算管程流速
Ui
qmi
PAi
—29153—0.7967/s
994.30.0368
因为vv3m/s,所以满足要求。
16.计算管程对流传热系数ai
K._0.8_n
Nu=RePr
ai=0.023-(皿严(鱼)n
di口入
自来水被加热,n取,代入数值:
CCCC0.6248/0.0150.7967994.30.^41740.000742n.4
ai0.023/)/)
0.0150.0007420.6248
0.000742
=4197.87w/(m.k)
17.计算壳程当量直径de和流速U0
de
4(亟t2-—d。
)4(亚0.0252-—0.0192)
^1^=丄0^0.01727m
h(DNcd0)=0.3(.623.019)=0.0489m
qv0qm0
U0
A0A0
0.53m/s
243600624.890.0489
因为vv1.5m/s.
所以满足要求。
18.计算壳程对流传热系数ao
.,_0.55_1/3/
Nu=RePr(
0.14。
物料被冷却,
(一)0.14取,将数值代入上式:
w
a00.36—()(Cp
0.14
0.36連(O.01727053严89严严28"
34O.。
0023
0.01727
0.00023
0.1047
0.95
=w/(m2gk)
19.根据冷热流体的性质及温度,在(GB151-99P140-141选取污垢热阻Rd。
和Rdi
Rdi
Rd0
0.000176m2ck/m
0.000176m2gk/m
20.计算总传热
丄晋
a0di
a0
其中
的确定:
Tsm=1/2(Tm
tm),
然后查表,禾用内差法得到
1.1
=wgm*
d0diln虫di
0.019
l严
0.015
0^0.0169m
^00190.000176一一
0.0169947.726
解出k=(m2gk)
21.由k计算传热面积
S'
亠
Ktm折
973473.6488.4946m
555.7419.79
22.因为晋
109.388.4946
109.3
0.1903519.04%,15%<
%〈
25%,所选换热器能完成
任务。
23.核算压力降
管内Re
diUi
0.0150.7967994.3
16010.05
取绝对粗糙度
0.00015m
则_O。
0015
d0.015
查图得=0.0419
0.01
管程压力降
L
-+1.5)d
FtgNsNp
对于巾19mm
2mm的换热器,结构校正系数
Ft=,Np2,
Ns1
代入数值:
P(0.0419
2
4.5,匸、994.30.7967
+1.5)30.015「
=Pa
=KPa
因为10KPa〈KPa〈30KPa,故符合要求。
管外Re=dUL0.017270.53624.89
24881.99
折流板数Nb
L0.1
壳程压力降
F0
4.50.1
1140.3
P'
+PMNs
PFf0N(Nb+1)
994.30.7967
1.521
—,其中F0.5,f0
5Re0.228,Nc
23。
代入数值得:
'
0228
P10.5524881.99"
(14+1)23
624.890.532
P2'
Nb(3.5-2h)
N2BD2
20(3.5-守)
3075.01Pa
624.890.532
对于液体Fs=
P。
(P+P'
)FsNs
=(+3075.01)
因为10KPa〈KPa〈30KPa故符合要求。
3.结构设计
(1)圆筒厚度
查GB151-99P21表8得圆筒厚度为:
8mm
(2)椭圆形封头
查JB/T4737-95椭圆形封头与圆筒厚度相等,即8mm
公称直径DN(mm)
曲面咼度
h(mm)
直边高度
h2(mm)
碳钢厚度
5(mm)
内表面积
A
m2
容积
V
质量
mkg
600
150
25
8
0.4374
0.0353
27.47
(3)管箱短节厚度
查GB151-99P20管箱短节厚度与圆筒厚度相等,即8mm
(4)压力容器法兰(甲型)
DN
D
D1
D3
d
螺柱规格
数量
730
690
645
40
23
M20
24
(5)膨胀节
因为
72.715gC
37gC
tm72.715gC37gC35.715gC
(6)管板
///了―Y///
公称
直径
Di
D4
b
c
螺栓
孔数
kg
598
36
10
28
77
⑺分程隔板
公称直径
DN/mm
隔板最小厚度/mm
(8)分程隔板两侧相邻管中心距
t25mm,do19mm,d01.2523.75mm25mm
换热管中心距宜不小于倍的换热管外径,所设计的换热器不用机械方式清洗,采用正三角形排列
换热器外径d/mm
19
换热器中心距S/mm
分程隔板槽两侧相邻管中心距
Sn/mm
38
(9)布管限定圆
换热器型式
Dj/mm
b3/mm
布管限定圆直径
Dl/mm
584
(10)拉杆的直径、数量和尺寸
Ls
拉杆公称直径dn/mm
基本尺寸
拉杆直径d/mm
La/mm
Lb/mm
b/mm
12
4
15
(11)拉杆孔
If
dn12mm,l21.5dn1.51218mm
(12)换热管与管板的连接
换热管规格
换热管最小伸出长度
最小坡口深度
外径壁厚/mm
11/mm
l3/mm
192
e>
1
(13)折流板的厚度和外径
换热管无支跨距1300mm
(折流板或支撑板的最小厚度)
折流板名义外直径/mm
折流板外直径允许偏差
0.8
(14)接管
已烷液体进出口接管的直径计算
d1
匡匚414001000128.4mm
VuV360024624.893.142
采用1594.5mm热轧无缝钢管,实际已烷进出口管内流速为
414001000
21.82m/s
243600624.893.140.15
冷却水进出口接管d2,取u2=2m/s,则
d2
29.153
J——193.1mm
V994.33.142
采用1334mm热轧无缝钢管,实际已烷进出口管内流速为
u2亏1.77m/s
3.14994.30.1931
(15)管法兰
A1
O
F
管子直径
A1/mm
法兰内径
B1/mm
螺栓孔中
心圆直径
K/mm
DN/mm
螺栓孔直径
L/mm
螺栓孔数
量n
法兰外径
D/mm
法兰厚度
C/mm
法兰理论重量
自来水进出口
159
161
240
22
285
20
已烷进出口
219
222
295
200
340
(16)防冲板或导流筒
因为水uv=3.0m/s,己烷V
26271.8822230kg/m.s2,所以管程和壳程都不设防冲
板或导流筒。
(17)鞍式支座(BI型)
3H#30配
(18)组装尺寸
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