列管式冷却器的设计+CAD图纸(3)
表1.1 种换热器综合性能对比
换热器类型 紧凑性/
经济性/
价格比
DN DN DN DN DN DN
400 800 1200 400 800 1200
固定管板式 47 55 60 44 32 31 1.0
U型管式 32 45 47 50 40 37 1.1~1.25
浮头式 37 45 48 64 48 40 1.2~1.5
在同等条件下，固定管板式换热器结构最紧凑，U 形管式和浮头式换热器相当。固定管板式换热器最经济，浮头式换热器较差。若工况允许，选择换热器的次序为固定管板式、U 形管式、浮头式[7]。
1.5 列管式换热器的强化传热技术
上个世纪70年代初发生的世界性能源危机，有力地促进了换热强化技术的发展。为了节能降耗，提高工业生产的经济效益，要求开发适用不同工业过程要求的高效能换热设备。而强化换热元件的研究是新型高效换热设备设计制造的基础。因此，二十余年来，强化传热技术和换热器的开发与研究始终是人们关注的课题[8]。当今换热器的发展以计算流体力学、模型化技术、强化传热技术及新型换热器开发形成了一个高技术体系[9]。
换热器的强化传热就是力求使换热器在单位时间内，单位传热面积传递的热量达到最多。应用强化传热技术的目的是： 提高现有换热器的换热能力； 减小设计传热面积，以减小换热器的体积和质量； 减小换热器的阻力，以减小换热器的动力消耗； 使换热器能在较低温差下工作。由传热过程分析可知，单位时间内传热量如下式所示： 。可见，增大传热面积A 、传热系数K 和平均温差 都可以增大传热量 。强化传热主要有3 种途径： 提高传热系数，增大传热温差和扩大传热面积。
（1）合理优化结构，如采用合适的内外导流筒，增大有效传热面积。
（2）增大传热的扩展表面，如在管内外增加肋片或翅片，提高单位容积内设备的换热面积来增强换热。
（3）1将管壳式换热器串联增大换热面积。2传热平均温差的大小主要由冷热两种流体的温度所决定，当两边流体均为变温的情况下，应当尽可能考虑从结构上采用逆流和接近逆流的流向以得到较大的 值。3传热过程中，各热阻与总传热系数关系如下
要增大总传热系数，就要设法减小对K值影响较大的项。如果污垢热阻较大时，则应主要考虑如何防止或延缓垢层的形成或使污垢层清洗方便当hi和ho 差别不大时，最好能同时提高两流体的对流换热系数； 而当两者差别较大时，要设法增大换热系数较小的一项。
1.6 研究内容
本文的研究内容主要包括总体方案的确定，包括物性参数确定，换热器筒体结构、管箱、封头结构计算，折流板、法兰、支座，强度校核等。利用列管式换热器的了解和分析，结合物性参数与粗苯的特性，通过列管式换热器的类型标准和结构的确定，首先对换热器的筒体结构进行确定，按精度规定直径公差，确定其壁厚，查手册确定其壳体，管箱和封头尺寸；确定折流板，支撑板形式，然后对其进行布置，去折流板间距，查表计算折流板尺寸大小，厚度等；对法兰的形式选用进行查表，按设计规定计算法兰强度；确定支座形式，按设计规定进行其尺寸设计等。基本完成列管式换热器的设计后，最后进行强度校核，装配图零件图的绘制，完成毕业设计。