U形管过程物料换热器的设计说明书+CAD图纸(2)
2.3.2 折流板 25
2.3.3 防冲板 26
2.3.4 法兰 27
2.3.5 接管 29
2.3.6 接管的开孔补强 31
2.3.6 支座 37
2.3.7 鞍座校核 37
3 结论 30
致谢 41
参考文献 42U型管式换热器的设计计算
2.1 设计原始条件及数据
设计原始条件及数据如表2.1
表2.1换热器设计工况
设计工况 壳程 管程
工作介质 某易燃物料 高温蒸汽
设计压力 0.4Mpa -0.1MPa-0.2MPa
设计温度 60℃ 14℃
换热面积 40m2
2.2 主体结构设计
2.2.1 换热管
材料：0Cr18Ni9
尺寸：管子构成换热器的传热面，管子尺寸和形状对传热有很大影响。采用小直径的管子时，换热器单位体积的换热面积大一些，设备比较紧凑，单位传热面积的金属消耗量少，传热系数也较高。但制造麻烦，管子易结垢，不易清洗。大直径管子用于粘性大或者污浊的流体，小直径的管子用于较清洁的流体。
换热管规格如表2.2所示，本次设计采用规格：φ19mm×2mm
表2.2 换热管规格
材料 尺寸
碳钢 φ19×2 φ25×2.5 φ32×3 φ38×3
不锈钢 φ19×2 φ25×2 φ32×2.5 φ38×2.5
排管形式：换热器的管子在管板上的排列不单考虑设备的紧凑性，还要考虑到流体的性质、结构设计以及加工制造方面的情况。管子在管板上的标准排列形式有四种：正三角形和转角正三角形排列，适用与壳程介质清洁，且不需要进行机械清洗的场合。正方形和转角正方形排列，能够使管间的小桥形成一条直线通道，便于用机械进行清洗，一般用于管束可抽出管间清洗的场合。本设计采用正三角形排列。具体各排列形式如图1.2。
另外对于多管程换热器，常采用组合排列方法，其每一程中一般都采用三角形排列，而管子构成换热器的传热面，管子尺寸和形状对传热有很大影响。采用小直径的管子时，换热器单位体积的换热面积大一些，设备比较紧凑，单位传热面积的金属消耗量少，传热系数也较高。但制造麻烦，管子易结垢，不易清洗。大直径管子用于粘性大或者污浊的流体，小直径的管子用于较清洁的流体。
正三角形排列的优点：在相同管板面积上可排列较多的换热管。适用场合：主要适用于壳程介质污垢少，且不需要进行机械清洗的场合。因此符合设计需要。
管子数n：
根 （2.1）
A——换热面积 m2
d——换热器外径 m
n——换热管根数
L——换热管长度 m
为了保证换热面积留有一定余量，本次设计采用226根换热管。
换热管长度的选取，根据《GB151-1999管壳式换热器》推荐采用：1.0,1.5,2.0,2.5,3.0,4.5,6.0,7.5,9.0,12.0m。结合本设计的设计条件，换热管长度选取3m较为合适。
管间距：25mm （由《GB151-1999管壳式换热器》换热管中心距中查得）。管板上两换热器中心的距离称为管间距。管间距的确定，要考虑管板强度和清洗管子外表面时所需空隙，它与换热管在管板上的固定方法有关。