浮頭式換熱器的設(shè)計(jì)-加熱器

1、化工原理課程設(shè)計(jì)浮頭式換熱器的設(shè)計(jì)課程名稱：化工原理設(shè)計(jì)子題目：辛烷加熱器的設(shè)計(jì)學(xué)院專業(yè)：輕工化工學(xué)院制藥工程年級(jí)班別：2011級(jí)（2）班學(xué) 號(hào)：3111001733姓 名： 梁志杰任課教師：王國(guó)慶老師2014年6月8日一、 設(shè)計(jì)目的培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用本門課程及有關(guān)先修課程的基礎(chǔ)理論和基本知識(shí)去完成某項(xiàng)單元操作設(shè)備設(shè)計(jì)任務(wù)的實(shí)踐能力。二、 設(shè)計(jì)目標(biāo)設(shè)計(jì)的設(shè)備必須在技術(shù)上是可行的，經(jīng)濟(jì)上是合理的，操作上是安全的，環(huán)境上是友好的。三、 設(shè)計(jì)條件管程和殼程的壓力均不大于1.0或1.6MPa，管程和殼程的壓力降均為630kPa。加熱器的設(shè)計(jì)：物料：辛烷（Wh=1750t/d） 四、 設(shè)計(jì)步驟1 方案設(shè)計(jì)

2、2 工藝設(shè)計(jì)3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4 編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書5 繪制設(shè)備裝配圖五、方案設(shè)計(jì)1、物料的選用：辛烷（沸點(diǎn)：125.67 ）2、加熱劑的選擇：聯(lián)苯混合物3、換熱器型式的選擇：浮頭式；4、流體管殼程的選擇：辛烷走管程，聯(lián)苯混合物走殼程；5、流體流動(dòng)方向的選擇：四管程+單殼程；六、工藝設(shè)計(jì)1、查出辛烷的正常沸點(diǎn)：125.67 2、選定物料的進(jìn)出口溫度：t1=30，1253、選定加熱劑的進(jìn)出口溫度：155，T21354、計(jì)算逆流傳熱平均溫度差： 5、校正傳熱平均溫度差： 根據(jù)查表可得， =0.895 ; 6、計(jì)算出定性溫度、和管壁定性溫度 7、 查出物料和加熱劑的物性參數(shù)：密度 比熱容粘度系數(shù)熱導(dǎo)率物料66

3、023860.113加熱劑95720930.12管壁的導(dǎo)熱系數(shù)選為378.3558、計(jì)算熱負(fù)荷：9、 根據(jù)總傳熱系數(shù)K的大致范圍116465，初選總傳熱系數(shù)定 40010、初算傳熱面積： 11、根據(jù)工藝條件，選定公稱壓力。12、根據(jù)流體物性，選定換熱管材為銅。13、由初算傳熱面積和選定的公稱壓力PN，初定換熱器的工藝尺寸：從行標(biāo)中直接查取實(shí)際換熱面積S公稱稱直徑DN管長(zhǎng)LL=4500mm管徑壁厚總管數(shù)nn = 980中心排管數(shù)23管程流通面積管子的排列形式 正方形旋轉(zhuǎn)45管心距t管程數(shù)4殼程數(shù)折流扳間距hh= 300mm折流板型式25%圓缺形14、計(jì)算加熱劑的流量： 15、計(jì)算管程流速： 因?yàn)?/p>

4、在,所以滿足要求16、計(jì)算管程對(duì)流傳熱系數(shù)： 又管程中的辛烷被加熱 n=0.4 17、計(jì)算殼程當(dāng)量直徑和流速因?yàn)?，所以滿足要求。18、計(jì)算殼程對(duì)流傳熱系數(shù)： 又液體被冷卻 19、根據(jù)冷熱流體的性質(zhì)及溫度，選定污垢熱阻： 和20、計(jì)算總傳熱系數(shù)： =2.682=470.9521、計(jì)算傳熱面積： 22、核算實(shí)際面積： 符合要求23、核算壓力降： 管程壓力降： 對(duì)于銅,，取0.03mm，查表得 殼程壓力降：F0.4 管程壓力降和殼程壓力降都在630kPa的范圍內(nèi)，所以參數(shù)滿足設(shè)計(jì)要求。八、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、根據(jù)GB151-99P21表8，選定圓筒厚度為12mm2、橢圓形封頭（JB/T4737-95）：碳

5、素鋼公稱直徑DN/mm曲面高度h1/mm直邊高度h2/mm厚度/mm固定式（左）10002504012浮動(dòng)式（右）110027540123、管箱短節(jié)厚度（GB151-99P20）：12mm4、壓力容器法蘭：（JB4701-92（2個(gè)甲型凹型），JB4703-92（長(zhǎng)頸凹型）甲型平焊法蘭（凹面密封面）：DN/mmD/mmD1/mmD2/mmD3/mmD4/mm/mm/mmd/mm螺柱規(guī)格螺柱數(shù)量1000113010901055104510426623M2056長(zhǎng)頸凹型：(mm)DNDD1D2D3D4Hh1100126012151176115611535612035aa112Rd螺柱規(guī)格螺柱數(shù)量0

6、211816261227M2432125、外頭蓋側(cè)法蘭（JB4721-92（凸型）(mm)DNDD1D2D3D4Hh1000126012151176115611536013048a112Rd螺柱規(guī)格螺柱數(shù)量01814301227M2432126、管板（化工過(guò)程及設(shè)備設(shè)計(jì)P2836）：固定式板式:浮動(dòng)式管板式:已知： = 19， D = 1000， PN = 1.0MPa， = 4，查得 公稱壓力Kg/cm2MXL管孔數(shù)凈重（kgf）固定式1.0104299699640M30371036179浮動(dòng)式1.099096296240M303710361477.鉤圈式浮頭（GB151-99P82圖50）

7、 B型a=2mmb=5mm b1=5mm b2=14.5mm bn=13mmDL=951mm Di=1000mm d=19mmC=60mm Dfi=964mm Dfo=1080mmDo=990mm8、分程隔板（GB151-99P20表6和圖9）分層隔板的最小厚度為：9、分程隔板槽兩側(cè)相鄰管中心距（GB151-99P24表12和圖12）換熱管外徑d換熱管中心距S隔板槽兩側(cè)相鄰管中心距Sn19mm25mm38mm10、 布管限定圓（GB151-99P25表13和圖13）由D=1000mm，查得b4，取b=4mmb1=5mmbn=13mmb2=14.5mmDL=Di-2(b1+b2+b)=951mm

8、11、拉桿的直徑、數(shù)量和尺寸（GB151-99P7778表43、表44、表45和圖42）拉桿直徑dn/mm拉桿數(shù)量n拉桿螺紋公稱直徑dn/mm/mm/mm/mm121012152.012、拉桿孔（GB151-99P27公式(16)、P28圖16(b)）螺孔深度：13、換熱管與管板的連接（強(qiáng)度焊）（GB151-99P71表33和圖34(a)）換熱管最小伸出長(zhǎng)度l1/mm最小坡口深度l3/mm1.5214、折流板的厚度和外徑（GB151-99P74表34、P75表41）折流板名義外直徑: DN-6=1000-6=994mm 折流板直徑允許偏差: 0-0.8換熱管無(wú)支撐跨距l(xiāng)=h=300mm所以折流

9、板或者支持板最小厚度： 15、接管（化工單元設(shè)備設(shè)計(jì)P33和化工原理P350熱軋無(wú)縫綱管）a管程中物料辛烷適宜流速 物料初選u=2.0m/s選擇所以選取管的規(guī)格為核算, 符合1.5m/su3 m/s,故可選管的規(guī)格為b殼程中聯(lián)苯混合物適宜流速初選2.0m/s選擇所以選取管的規(guī)格為核算, 符合,故可選管的規(guī)格為16、管法蘭（化工單元設(shè)備設(shè)計(jì)P256258，HG20593-97）：DN/mm管子直徑Ai/mm法蘭外徑D/mm螺栓孔中心圓直徑 螺栓孔直徑螺栓孔數(shù)量n螺紋 法蘭厚度法蘭內(nèi)徑 坡口寬度 法蘭質(zhì)量辛烷（管）125133250210188M1622135185.65聯(lián)苯混合物（殼）25027

10、33953502212M20262762211.917、防沖板或?qū)Я魍玻℅B151-99P7879）由于管程不采用軸向入口且，所以不用設(shè)置防沖板殼程，故需設(shè)導(dǎo)流筒。18、鞍式支座（化工單元設(shè)備設(shè)計(jì)P263267，JB/T4712-92），建議選BI型公稱直徑允許載荷鞍座高度底板腹板筋板DNQhl1b112l3b2b331000307200760170128170140180819、組裝尺寸（JB/T4714-92P1315）L/mmDN/mmF/mmG/mmE/mm4500100025003420300B/mmD/mmH/mmdn/mmC/mm410880200250200九、設(shè)計(jì)體會(huì)時(shí)間過(guò)得

11、飛快，兩周的化工原理課程設(shè)計(jì)就要結(jié)束了，在這次的設(shè)計(jì)中，我學(xué)到了很多：1、 這次的課程設(shè)計(jì)開(kāi)了課程設(shè)計(jì)的頭，讓我們熟悉了課程設(shè)計(jì)的流程，以便我們更加能適應(yīng)以后的課程設(shè)計(jì)，同時(shí)這個(gè)課程設(shè)計(jì)能讓我們熟練掌握word和CAD的操作，為下面的學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2、 這次的課程設(shè)計(jì)能夠讓我們更好地知道理論和實(shí)際的結(jié)合，雖然沒(méi)有真正做出一件實(shí)物，但是這個(gè)完全是根據(jù)實(shí)際來(lái)做的，讓我們很好地學(xué)習(xí)到關(guān)于這方面地知識(shí)，很好地掌握并運(yùn)用它。3、 這次的課程設(shè)計(jì)能夠讓我發(fā)現(xiàn)自己的不足，例如：不夠細(xì)心，基礎(chǔ)知識(shí)不夠扎實(shí)等等。讓我能夠更好地改正。4、 這次的課程設(shè)計(jì)我學(xué)到了：首先，按照老師的步驟耐心地做下去，不急不躁，然后必須獨(dú)立思考，認(rèn)真核對(duì)計(jì)算結(jié)果和計(jì)算公式等，保證不出錯(cuò)誤，最后，學(xué)會(huì)同學(xué)之間相互討論，相互幫助，力求把課程設(shè)計(jì)做得更好。5、 通過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)讓我獲益匪淺，對(duì)我以后的工作生活都有一定的好處，如果有不正確的地方，懇請(qǐng)老師和同學(xué)指出，從而讓我更進(jìn)一步。十、參考資料1