浮头式换热器设计+开题报告+文献综述+英文翻译+原文

第四章 研究步骤、方法及设计产品的确定

管子材料、规格及管内水的流速选择

管子材料及规格选用碳Φ25*2.5的碳钢无缝钢管。

因为所选择的流速要使流体呈湍流状态，所以保证设备在较大的传热系数下进行热交换，所以选用管程内水的流速w2?1.5m/s。 管程所需流通截面

At?M2?0.02254m2?2w2（4-8）

每程管数

n?每根管长

4At?722?di'（4-9）

现取每根管长为6m

L?F?21.7?d0n

（4-10）

L则 （4-11） Zt??3.616?4l

所以选用两台<1-2>型浮头式换热器 管子排列

管子的排列方式常用友：等边三角形排列法（或称正六角形排列）、同

心圆排列法和正方形排列法，本次管子排列方式选为等边三角形。

按等边三角形排列时，流体流动方向与三角形的一条边垂直，最内侧六边形的边长等于S，通常在管板周边与六边形的边之间的六个弓形部分内部排列管子，但当层数a>6时，则在这些弓形部分也应排列管子，这时最外层管子的中心不应超出最大六边形的外接圆周。

由《热交换器原理与设计》中表2.3可知管中心距s=32mm 分程隔板槽处管中心距lE=44mm

平行于流向的管距sP?s?cos300?27.2mm 垂直于流向的管距sn?s?sin300?16mm

由《热交换器原理与设计》中的2.1.5节得出拉杆直径为16mm 作管子排列草图,如图4-1所示。

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燕山大学本科生毕业设计（论文）

图4-1 管子排列草图

由草图可知 六边形层数a=6。 一台管子数nt?144。

估计壳体直径在400~700mm之间，所以由《热交换器原理与设计》的表2.7可知一台拉杆数为4。

一台传热面积：F1''?nt?dl?67.82m2 两台传热面积：F''?2?F1''?135.64m2 管束中心至最外层管中心距离：0.226m 管束外缘直径DL?0.226?2?0.025?0.502m 壳体内径

DS?DL?2b3且b3?8mm，故

（4-12）

DS?0.502?2?0.008?0.518m （4-13）

按GB151-1999规定，取标准直径DN=0.6m 630?16mm的无缝钢管作为壳体。 长径比：

l/DS?6/0.6?10 合理

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第四章 研究步骤、方法及设计产品的确定

4.5 管程计算

管程接管直径

取标准无缝钢管 d2?140?6mm 管程雷诺数

管程换热系数

?2??d

2?0.023Re2Pr0.4

di4.6 壳程结构及壳程计算

折流板形式选为弓形

折流板缺口高度：h?0.25DSRe22?4205?0.15m 2折流板的圆心角为120° 折流板间距： 取0.3m 折流板数目：

折流板上管孔数：146个

折流板上管孔直径dH由GB151-1999查得为0.0254m 通过折流板上管子数为136个 折流板缺口处管子数为8l

根

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s（4-14）

（4-15）

（4-16）

（4-17）

（4-18）

?2??燕山大学本科生毕业设计（论文）

折流板直径由GB151-1999规定为：

折流板缺口面积：

错流区内管数占总管数的百分数：D

b

缺口处管子所占面积：

A?d20wt??

8nt1?Fc??0.01096m2流体在缺口处流通面积：

Ab?Awg?Awt?0.091m2流体在两折流板间错流流通截面积：

A??D? d0?DN?DL?s?d?c?lsL?s0????0.061m2

As?Ab?Ac?0.0745m2壳程接管直径：FAwg

c?d4M 11??w?0.083m

120

（4-19）

?（4-20） （4-21）

（4-221?）

（4-23）

（4-24）

（4-25）

（?4-26）

壳程流通截面积：0