——管箱进出口阻力损失,Pa。
则
由于管程流体水的表压为0.3MPa,则允许压降 ,所以本设计管程压力降在范围内,合理。[5]
4.3.2 壳程压力降计算
流体流过管束的压力降:
(4-19)
其中NB——折流板数目,本设计为28;
F——管子排列方式对压力降的校正系数,对于正三角形排列,F=0.5;
f0——壳程流体的摩擦系数,当Re〉500时,f0=5Re-0.228=0.637;
nc——横过管束中心线的管数,管子按正三角形排列时,nc =1.1 =1.1 =15,N为每壳程的管子数目;
u0——壳程流体横过管束的最小流速,m/s, 。
——流体密度,kg/m3。
则
流体流过折流板缺口的压力降:
(4-20)
其中h——折流板间距,m,本设计为0.15m;
Di——壳体内径,m,本设计为0.6m;
NB——折流板数目,本设计为28;
u0——壳程流体横过管束的最小流速 ,m/s;
——流体密度,kg/m3。
则
所以,壳程总压力降公式:
(4-21)
其中Fs——结构校正系数,对于液体,Fs=1.15;
Ns——壳程数,本设计为1;
——流体流过管束的压力降,Pa;
——流体流过折流板缺口的压力降,Pa。
则
由于壳程流体煤油的表压为0.1MPa,则允许压降 ,所以本设计壳程压力降在范围内,合理。[5]
4.4 管板的强度计算与校核
管板采用16Mn,设计温度下许用应力 ;管子用20号碳素钢,设计温度下许用应力 。
固定管板强度计算采用BS法。
假定管板厚度b=36mm
换热管总数n=178
一根管壁金属的横截面积公式:
(4-22)
其中do——管外径,mm;
di——管内径,mm。
则
筒体内径截面积公式:
(4-23)
其中Di——壳体内径,mm。
则
筒体壳壁金属的横截面积公式:
(4-24)
其中S——筒体壁厚,mm,取S=10mm;
Di——壳体内径,mm。
则
管板上管孔所占的总截面积公式:
(4-25)
其中do——管外径,mm;
n——换热管总数。
则
(4-26)
其中n——换热管总数;
a——根管壁金属的横截面积, ;
A——筒体内径截面积, ;
C——管板上管孔所占的总截面积, 。 固定管板式换热器设计+CAD图纸(13):http://www.751com.cn/jixie/lunwen_343.html