化工设备机械基础的介绍
《化工设备机械基础》是大连理工大学出版社2009年出版的图书，作者是喻健良。本书考虑化学工程、应用化学、制药工程、高分子材料、环境科学、生物化学等专业的课程设置，结合近年来的教学实践，将“化工设备机械基础”和“工程力学”内容进行整合，并提供了适量的习题，通过精选习题，让学生有问题可思考，有问题可研究。
[create_time]2016-05-27 19:53:28[/create_time]2016-06-07 21:54:45[finished_time]1[reply_count]0[alue_good]太旅左7353[uname]https://himg.bdimg.com/sys/portrait/item/wise.1.27c5f7aa.JYjYSDr0tgEEd0OLfwOyjg.jpg?time=5135&tieba_portrait_time=5135[avatar]TA获得超过3326个赞[slogan]这个人很懒，什么都没留下![intro]188[view_count]化工设备机械基础的内容简介
《化工设备机械基础》讲述了：随着教学改革的不断深入，不同学校对过程机械相关专业的教学提出了不同的要求。考虑化学工程、应用化学、制药工程、高分子材料、环境科学、生物化学等专业的课程设置，结合近年来的教学实践，将“化工设备机械基础”和“工程力学”内容进行整合，编写了《化工设备机械基础》。《化工设备机械基础》的主要特点体现在如下几个方面：（1）通过相互渗透、融会贯通、精选特色等保持了原系列教材的特点由刁玉玮教授主编的《化工设备机械基础》一直是国内许多院校化工工艺类专业的首选教材，已经再版6次，作为“十五”和“十一五”规划教材，深受广大师生的欢迎。《化工设备机械基础》的“化工设备材料”“化工容器设计”篇按照《化工设备机械基础》一书的基本构架编写，主要内容保持不变；“典型化工设备的机械设计”篇重新进行编写。由银建中副教授主编的《工程力学》作为高等学校理工科规划教材一直是化工工艺类学生的力学基础教材。《化工设备机械基础》的“工程力学基础”篇保留了《工程力学》一书的特色内容。（2）在内容和表达方面，尽可能反映学科的最新发展趋势，保证教材与时俱进根据最新国家标准、行业标准和工程规范，在“化工设备材料”篇中，将最新材料标准、材料牌号等进行了较大幅度的调整，有助于教师和学生对新标准的了解。“典型化工设备的机械设计”篇中塔设备设计内容完全符合最新标准的设计要求，便于学生在掌握基本设计理论的同时，适应国家标准对典型设备的设计要求。（3）注重解决工程实际问题的能力和自主学习能力的培养在典型压力容器结构应力分析时，注重与工程实际问题紧密结合，以典型结构的应力分布、设计要点、工程意义为重点，对典型结构进行应力分析与讨论，提高解决工程实际问题的能力，把复杂的推导和理论分析留给学生通过查阅文献和资料自主学习解决。
[create_time]2016-05-27 19:53:29[/create_time]2016-06-07 21:54:49[finished_time]1[reply_count]0[alue_good]萌小殇9781[uname]https://himg.bdimg.com/sys/portrait/item/wise.1.860d0d87.BcQhjJot4KX_R5rQMfI_jw.jpg?time=3663&tieba_portrait_time=3663[avatar]TA获得超过384个赞[slogan]这个人很懒，什么都没留下![intro]428[view_count]化工设备与机械的简介
《化工设备与机械》包括两部分，介绍了化工设备和化工机械的相关知识。化工设备部分主要介绍了压力容器、换热器、反应釜、塔设备等化工企业的典型设备；化工机械部分主要介绍了传动机械、输送机械、粉碎机械、分离设备和干燥设备等常用机械。《化工设备与机械》的编写采用模块 项目 子项目的模式，每一子项目下包括项目目标、项目内容、相关知识、项目实训和项目练习五部分内容。 《化工设备与机械》可作为高职高专化工技术类专业或其他相近专业“化工设备与机械”课程的教材；也可供相关专业高级及中级技术人员参考使用。
[create_time]2016-05-31 17:39:16[/create_time]2016-06-15 17:25:56[finished_time]1[reply_count]0[alue_good]显卡吧oyIR[uname]https://himg.bdimg.com/sys/portrait/item/wise.1.94544808.axhpz8abpCRtQ-u9X3x_5w.jpg?time=3623&tieba_portrait_time=3623[avatar]超过80用户采纳过TA的回答[slogan]这个人很懒，什么都没留下![intro]128[view_count]化工设备机械基础分析题有哪些类型？
化工设备机械基础分析题通常可以分为以下几类：1.杆件受力分析：这种类型的分析题主要考察杆件的受力情况，包括杆件的受力平衡、受力方向、杆件受力大小的计算等。在解题过程中需要熟练掌握受力平衡条件、杆件受力方向和大小计算等基本原理，同时需要应用力学知识和公式，进行具体的计算。2.转子动力学分析：这种类型的分析题主要考察转子的动力学特性，包括转子的运动轨迹、转子的转速、离心力的大小等。在解题过程中需要熟练掌握动力学原理，如牛顿第二定律、动量守恒定律等，并结合具体问题进行计算。3.传动系统分析：这种类型的分析题主要考察传动系统的运动特性和传递功率的能力，包括传动轴的转速、传动轴的扭矩、传动带的传递功率等。在解题过程中需要熟练掌握动力学、运动学、力学等方面的基础知识，并应用相应的公式和计算方法，进行具体的分析和计算。4.静力学分析：这种类型的分析题主要考察力学平衡和静力学原理，包括平衡条件、受力平衡方程、静摩擦力等。在解题过程中需要应用静力学原理和公式进行分析，求解物体的受力情况，使物体处于平衡状态。综上所述，化工设备机械基础分析题的类型多样，但都需要掌握相关的力学、动力学、运动学等基础知识，并结合具体问题进行计算和分析。在解题过程中，需要注重理论与实践相结合，注重基础知识的积累与应用，才能够更好地掌握化工设备机械基础分析的方法和技巧。【摘要】
化工设备机械基础分析题有哪些类型？【提问】
化工设备机械基础分析题通常可以分为以下几类：1.杆件受力分析：这种类型的分析题主要考察杆件的受力情况，包括杆件的受力平衡、受力方向、杆件受力大小的计算等。在解题过程中需要熟练掌握受力平衡条件、杆件受力方向和大小计算等基本原理，同时需要应用力学知识和公式，进行具体的计算。2.转子动力学分析：这种类型的分析题主要考察转子的动力学特性，包括转子的运动轨迹、转子的转速、离心力的大小等。在解题过程中需要熟练掌握动力学原理，如牛顿第二定律、动量守恒定律等，并结合具体问题进行计算。3.传动系统分析：这种类型的分析题主要考察传动系统的运动特性和传递功率的能力，包括传动轴的转速、传动轴的扭矩、传动带的传递功率等。在解题过程中需要熟练掌握动力学、运动学、力学等方面的基础知识，并应用相应的公式和计算方法，进行具体的分析和计算。4.静力学分析：这种类型的分析题主要考察力学平衡和静力学原理，包括平衡条件、受力平衡方程、静摩擦力等。在解题过程中需要应用静力学原理和公式进行分析，求解物体的受力情况，使物体处于平衡状态。综上所述，化工设备机械基础分析题的类型多样，但都需要掌握相关的力学、动力学、运动学等基础知识，并结合具体问题进行计算和分析。在解题过程中，需要注重理论与实践相结合，注重基础知识的积累与应用，才能够更好地掌握化工设备机械基础分析的方法和技巧。【回答】
请问最常考的分析题型是哪些【提问】
1. 物料平衡计算：计算物料的质量、体积、浓度等参数，包括输入、输出、储存、反应等各个环节，要求考生具备良好的数学计算能力和物料流程图的绘制能力。2. 热力学计算：计算热力学参数，如热力学平衡、焓值、热力学循环、热力学效率等，要求考生掌握热力学基本概念和公式，能够运用热力学知识分析化工设备机械问题。3. 动力学分析：分析反应过程的速率、反应机理、反应动力学方程等，要求考生掌握动力学基本概念和反应动力学知识，能够运用动力学知识解决化工设备机械问题。4. 强度计算：计算化工设备机械的强度和稳定性，包括应力、应变、变形、疲劳、断裂等参数的计算和分析，要求考生掌握材料力学和结构力学知识，能够运用力学知识解决化工设备机械问题。5. 流体力学分析：分析流体的流动性质、压降、摩擦、流量、速度等参数，要求考生掌握流体力学基本概念和公式，能够运用流体力学知识解决化工设备机械问题。【回答】
请给这五个分析题型可以给个例题吗【提问】
1. 物料平衡计算：一座化工厂每年需要生产1000吨甲醇，甲醇的原料是甲烷，甲烷的化学式为CH4，计算每年需要输入多少吨甲烷。2. 热力学计算：一座蒸汽发生器工作时，水的温度从20℃升至150℃，计算水的焓值变化。3. 动力学分析：甲醇的催化剂反应速率方程为r=k[C]^2，其中r为反应速率，k为速率常数，[C]为甲醇浓度，计算甲醇浓度为0.5mol/L时的反应速率。4. 强度计算：一根直径为10cm，长度为2m的钢管承受的压力为5MPa，计算钢管的应力。5. 流体力学分析：一条直径为20cm的水管中，水的流量为1000L/min，计算水的流速。【回答】
[create_time]2023-02-24 09:56:56[/create_time]2023-03-11 09:53:59[finished_time]1[reply_count]0[alue_good]兔子探历史[uname]https://gips0.baidu.com/it/u=157425776,3682639282&fm=3012&app=3012&autime=1695180888&size=b200,200[avatar][slogan]这个人很懒，什么都没留下![intro]2[view_count]
列管式换热器设计
2、设计方案的选择
2．1换热器型式的选择
在乙醇精馏过程中塔顶一般采用的换热器为列管式换热器，故初步选定在此次设计中的换热器为列管式换热器。
列管式换热器的型式主要依据换热器管程与壳程流体的温度差来确定。在乙醇精馏的过程中乙醇是在常压饱和温度下冷凝，进口温度为76℃，出口温度为45。冷却介质为水，入口温度为24℃，出口温度为36℃，两流体的温度差不是很大，再根据概述中各种类型的换热器的叙述，综合以上可以选用固定管板式换热器。
2．2流体流速的选择
流体流速的选择涉及到传热系数、流动阻力及换热器结构等方面。增大流速，可加大对流传热系数，减少污垢的形成，使总传热系数增大；但同时使流动阻力加大，动力消耗增多；选择高流速，使管子的数目减小，对一定换热面积，不得不采用较长的管子或增加程数，管子太长不利于清洗，单程变为多程使平均传热温差下降。因此，一般需通过多方面权衡选择适宜的流速。表1至表3列出了常用的流速范围，可供设计时参考。选择流速时，应尽可能避免在层流下流动。
表1 管壳式换热器中常用的流速范围
流体的种类一般流体易结垢液体气体
流速，m/s管程0.5 ~3.0> 1.05.0 ~30
壳程0.2 ~1.5> 0.53.0 ~15
表2 管壳式换热器中不同粘度液体的常用流速
液体粘度，mPa·s> 15001500 ~500500 ~100100 ~3535 ~ 1< 1
最大流速，m/s0.60.751.11.51.82.4
表3 管壳式换热器中易燃、易爆液体的安全允许速度
液体名称乙醚、二硫化碳、苯甲醇、乙醇、汽油丙酮
安全允许速度，m/s< 1< 2 ~3< 10
由于使用的冷却介质是井水，比较容易结垢，乙醇则不易结垢。水和乙醇的粘度都较小，参考以上三个表格数据可以初步选定管程流速为0.9m/s，壳程流速为7m/s。
2．3流体出口温度的确定
冷却介质水的入口温度24℃，出口温度为36℃，故，可以求得水的定性温度为：Tm=30℃
热流体乙醇在饱和温度下冷凝，故可以确定入口温度和出口温度相同，故乙醇的定性温度Tm=60.5℃。
2．4管程数和壳程数的确定
当换热器的换热面积较大而管子又不能很长时，就得排列较多的管子，为了提高流体在管内的流速，需将管束分程。但是程数过多，导致管程流动阻力加大，动力能耗增大，同时多程会使平均温差下降，设计时应权衡考虑。管壳式换热器系列标准中管程数有 1、2、4、6 四种。采用多程时，通常应使每程的管子数相等。
管程数N按下式计算：
N=u/v
式中 u——管程内流体的适宜流速；
V——管程内流体的实际流速。第二章 工艺设计计算
1确定物性数据
水的定性温度为Tm=(24+36)/2=30℃，乙醇的定性温度为Tm=(76+45)/2=60.5℃
两流体在定性温度下的物性数据
物性
流体
乙醇60.57570.69422.830.1774
水309960.0.84.200.617
2热负荷及传热面积的确定
1、计算热负荷
冷凝量=3.51Kg/s
热负荷Q1=r= 3.51×2.83×31=307.93kW
2、计算冷却水用量
换热器损失的热负荷：以总传热量的3%计；
则Q2=q/(1-0.03)=317.46kW
水的流量可由热量衡算求得,即
==317460/4.2(36-24)=9.35kg/s
3、计算有效平均温度差：
逆流温差℃。
4、选取经验传热系数K值
根据管程走循环水，壳程走乙醇，总传热系数K现暂取：
5、估算换热面积
3换热器概略尺寸的确定
管径和管内流速
选用Φ25×2.5mm较高级冷拔传热管（碳钢），取管内流速 u1=0.8m/s。
管程数和传热管数
可依据传热管内径和流速确定单程传热管数
按双程管计算，所需的传热管长度为
按双程管设计，传热管适中，可以用双管程结构。根据本设计实际情况，现取传热管长l=4m，则该换热器的管程数为
传热管总根数 N=38×2=76(根）
3、平均传热温差校正及壳程数
平均温差校正系数有 :
R=2.6 P=0.23
双壳程，双管程结构，查得 ε=0.923
平均传热温差
由于平均传热温差校正系数大于0.8，同时壳程流体流量较大，故取双壳程合适。
4、壳体内径
则横过管数中心线管的根数
在计算壳体内径时可用公式：
D=t
b取传热管外径，则：
D=32（10-1）+50=338mm
按卷制壳体的进级档，可取D=350mm
卧式固定管板式换热器的规格如下：
公称直径D…………………………350mm
公称换热面积S……………………23.9m2
管程数……………………………2
管数n………………………………76
管长L………………………………4m
管子直径……………………………
管子排列方式………………………正三角形
5、折流板
采用弓形折流板，取弓形折流板圆缺高度为壳体内径的20%，则切去的圆缺高度为h=0.20*250=75mm。
取折流板间距B=0.3D，则
B=0.3*250=105mm，可取B=150mm。
折流板数 N=传热管长/折流板间距-1=8000/150-1=26（块）
4面积与总传热系数核算
1、壳程表面传热系数
2、管内表面传热系数
有公式：
管程流体流通截面积
管程流体流速
普朗特数
Pr=5.446
则ai=2.2
3、污垢热阻和管壁热阻
管外侧污垢热阻
所以管内侧污垢热阻
管壁热阻计算，碳钢在该条件下的热导率为50.29w/(m·K)。所以
4、传热系数K
依传热系数公式
5、传热面积裕度
可得所计算传热面积Ap为：
该换热器的实际传热面积为
该换热器的面积裕度为
5.压降校核
1、计算管程压降
（结垢校正系数，管程数，壳程数）
取碳钢的管壁粗糙度为0.1mm，则，而Rei=9700，于是
对的管子有
<Pa
故, 管程压降在允许范围之内。
2、计算壳程压降
按式计算
, ,
流体流经管束的阻力
F=0.5
壳程流体流速及其雷诺数分别为：
取
流体流过折流板缺口的阻力
, B=0.2m , D=0.5m
总阻力
第三章 计算结果一览表
换热器主要结构尺寸和计算结果列表如下：
项目结果单位
换热器公称直径D350
换热器管程数2---
换热器管子总数N76根
换热器单管长度L4m
换热器管子规格mm
换热器管子排列方式正三角形错列---
管心距32mm
隔板中心到最近管中心距S22mm
各程相邻管管心距2S44mm
折流板间距B150mm
折流板数N26块
折流板外径365mm
折流板厚度5mm
壳体厚度10mm
壳程流体进口接管规格mm
壳程流体出口接管规格mm
管程流体进出口接管规格mm
封头厚度10mm
封头内径350mm
封头曲面高度100mm
封头直径高度20mm
传热负荷Q317.46KW
乙醇流量3.51kg/s
循环水流量 9.35Kg/s
初选总传热系数Ko450W/m2.k
初步估算传热面积A23.9m
管程流速0.8m/s
壳程传热系数o925.4W/m2.k
管程传热系数i2200W/m2.k
总传热系数K575.4W/m2.k
所需传热面积A20.3m
实际传热面积A21.34m
传热面积裕度H5.1%---
管程压降Pt3200Pa
壳层压降Ps5400Pa
第四章 换热管图（见附图）
第四章 流程图（见附图）
第四章 设计评述
通过分析管壳式换热器壳程传热与阻力性能特点,说明在采用能量系数K/N来评
价强化传热时,应更着眼于提高其换热性能。本设计中：
，
K/N=0.0669
满足要求，性能良好。
本设计通过对面积校核，压降校核，等计算可知均满足要求，且传热效率符合要求，能很好的完成任务。
经济和环境效益评价：生命周期方法是一种针对产品或生产工艺对环境影响进行评价的过程,它通过对能量和物质消耗以及由此造成的废弃物排放进行辨识和量化,来评估能量和物质利用对环境的影响,以寻求对产品或工艺改善的途径。这种评价贯穿于产品生产、工艺活动的整个生命周期,包括原材料的开采和加工、产品制造、运输、销售、产品使用与再利用、维护、再循环及最终处置。设计中使用水作冷却剂，无污染，耗资少，无有害气体产生，整个过程简单，易操作，环境和经济效益良好。
本设计中面积，传热系数，压降等均有比较好的裕度保证，即使生产使用中出现比较大的误差，设备结构也能保证不出现打的安全损伤的事故，具有良好可靠的安全保证。
第五章 个人小结
本次课程设计是理论联系实际的桥梁，是我们学习化工设计基础的初步尝试。通过课程设计，使我们能综合运用本课程和前修课程的基本知识，进行融会贯通的独立思考，在规定的时间内完成了指定的化工设计任务，从而得到了化工程序设计的初步训练。通过课程设计，使我们更加深刻的了解了工程设计的基本内容，掌握化工设计的程序和方法，培养了我们分析和解决工程实际问题的能力。
此外，通过本次课程设计，提高了我们以下方面的能力：
1 熟悉查阅文献资料，搜索有关数据。正确选用公式。
2 准确而迅速地进行过程计算用主要设备的工艺设计计算。
3 用精炼的语言，简洁的文字，清晰的图表来表达自己的设计思想的计算结果。
4 同样也发现了自己的诸多不足之处，对所学知识的熟悉程度不够，浪费了不少的时间。
第六章 参考文献
1．钱颂文主编，《换热器设计手册》，化学工业出版社，2002。
2. 贾绍义，柴诚敬等，《化工原理课程设计》,天津大学出版社,1994.
3．匡国拄，史启才等，《化工单元过程及设备课程设计》,化学工业出版社,2002.
4. 王志魁主编，《化工原理》，化学工业出版社，2004.
5. 陈敏恒，丛德兹等. 化工原理(上、下册)(第二版). 北京：化学工业出版社，2000.
6. 何潮洪等编，《化工原理》，科学出版社，2001年.
其他相关资料等！
[create_time]2011-06-30 13:07:13[/create_time]2011-07-05 15:16:47[finished_time]2[reply_count]5[alue_good]唧唧呀呀[uname]https://himg.bdimg.com/sys/portrait/item/wise.1.10cb5841.qymlH5zq54wRGEPJdDZLow.jpg?time=3456&tieba_portrait_time=3456[avatar][slogan]这个人很懒，什么都没留下![intro]6268[view_count]
列管式换热器的设计
下列转载的文章供你参考：列管式换热器的设计和选用（1） 列管式换热器的设计和选用应考虑的问题
◎ 冷、热流体流动通道的选择
具体选择冷、热流体流动通道的选择
在换热器中，哪一种流体流经管程，哪一种流经壳程，下列几点可作为选择的一般原则：
a) 不洁净或易结垢的液体宜在管程，因管内清洗方便。
b) 腐蚀性流体宜在管程，以免管束和壳体同时受到腐蚀。
c) 压力高的流体宜在管内，以免壳体承受压力。
d) 饱和蒸汽宜走壳程，因饱和蒸汽比较清洁，表面传热系数与流速无关，而且冷凝液容易排出。
e) 流量小而粘度大（ ）的流体一般以壳程为宜，因在壳程Re>100即可达到湍流。但这不是绝对的，如流动阻力损失允许，将这类流体通入管内并采用多管程结构，亦可得到较高的表面传热系数。
f) 若两流体温差较大，对于刚性结构的换热器，宜将表面传热系数大的流体通入壳程，以减小热应力。
g) 需要被冷却物料一般选壳程，便于散热。
以上各点常常不可能同时满足，应抓住主要方面，例如首先从流体的压力、防腐蚀及清洗等要求来考虑，然后再从对阻力降低或其他要求予以校核选定。
◎ 流速的选择
常用流速范围流速的选择
流体在管程或壳程中的流速，不仅直接影响表面传热系数，而且影响污垢热阻，从而影响传热系数的大小，特别对于含有泥沙等较易沉积颗粒的流体，流速过低甚至可能导致管路堵塞，严重影响到设备的使用，但流速增大，又将使流体阻力增大。因此选择适宜的流速是十分重要的。根据经验，表4.7.1及表4.7.2列出一些工业上常用的流速范围，以供参考。
表4.7.1 列管换热器内常用的流速范围流体种类流速 m/s管程壳程一般液体
宜结垢液体
气 体0.5～0.3
>1
5～300.2～1.5
>0.5
3～15
表4.7.2 液体在列管换热器中流速（在钢管中）液体粘度 最大流速 m/s>1500
1000～500
500～100
100～53
35～1
>10.6
0.75
1.1
1.5
1.8
2.4◎ 流动方式的选择
流动方式选择流动方式的选择
除逆流和并流之外，在列管式换热器中冷、热流体还可以作各种多管程多壳程的复杂流动。当流量一定时，管程或壳程越多，表面传热系数越大，对传热过程越有利。但是，采用多管程或多壳程必导致流体阻力损失，即输送流体的动力费用增加。因此，在决定换热器的程数时，需权衡传热和流体输送两方面的损失。
当采用多管程或多壳程时，列管式换热器内的流动形式复杂，对数平均值的温差要加以修正，具体修正方法见4.4节。
◎ 换热管规格和排列的选择
具体选择 换热管规格和排列的选择
换热管直径越小，换热器单位体积的传热面积越大。因此，对于洁净的流体管径可取小些。但对于不洁净或易结垢的流体，管径应取得大些，以免堵塞。考虑到制造和维修的方便，加热管的规格不宜过多。目前我国试行的系列标准规定采用 和 两种规格，对一般流体是适应的。此外，还有 ，φ57×2.5的无缝钢管和φ25×2, 的耐酸不锈钢管。
按选定的管径和流速确定管子数目，再根据所需传热面积，求得管子长度。实际所取管长应根据出厂的钢管长度合理截用。我国生产的钢管长度多为6m、9m，故系列标准中管长有1.5，2，3，4.5，6和9m六种，其中以3m和6m更为普遍。同时，管子的长度又应与管径相适应，一般管长与管径之比，即L/D约为4～6。
管子的排列方式有等边三角形和正方形两种（图4.7.11a，图4.7.11b）。与正方形相比，等边三角形排列比较紧凑，管外流体湍动程度高，表面传热系数大。正方形排列虽比较松散，传热效果也较差，但管外清洗方便，对易结垢流体更为适用。如将正方形排列的管束斜转45°安装（图4.7.11c），可在一定程度上提高表面传热系数。
图4.7.11 管子在管板上的排列
◎ 折流挡板
折流挡板间距的具体选择折流挡板
安装折流挡板的目的是为提高管外表面传热系数，为取得良好的效果，挡板的形状和间距必须适当。
对圆缺形挡板而言，弓形缺口的大小对壳程流体的流动情况有重要影响。由图4.7.12可以看出，弓形缺口太大或太小都会产生"死区"，既不利于传热，又往往增加流体阻力。
a.切除过少 b.切除适当 c.切除过多
图4.7.12 挡板切除对流动的影响
挡板的间距对壳体的流动亦有重要的影响。间距太大，不能保证流体垂直流过管束，使管外表面传热系数下降；间距太小，不便于制造和检修，阻力损失亦大。一般取挡板间距为壳体内径的0.2～1.0倍。我国系列标准中采用的挡板间距为：
固定管板式有100，150，200，300，450，600，700mm七种
浮头式有100，150，200，250，300，350，450（或480），600mm八种。（2）流体通过换热器时阻力的计算
换热器管程及壳程的流动阻力，常常控制在一定允许范围内。若计算结果超过允许值时，则应修改设计参数或重新选择其他规格的换热器。按一般经验，对于液体常控制在104～105Pa范围内，对于气体则以103～104Pa为宜。此外，也可依据操作压力不同而有所差别，参考下表。换热器操作允许压降△P换热器操作压力P(Pa)允许压降△P<105 (绝对压力)
0～105 (表压)
>105 (表压)0.1P
0.5P
>5×104 Pa◎ 管程阻力
管程阻力可按一般摩擦阻力计算式求得。
具体计算公式管程阻力损失
管程阻力损失可按一般摩擦阻力计算式求得。但管程总的阻力 应是各程直管摩擦阻力 、每程回弯阻力 以及进出口阻力 三项之和。而 相比之下常可忽略不计。因此可用下式计算管程总阻力损失 ：
式中 每程直管阻力 ；
每程回弯阻力 ；
Ft－结构校正系数，无因次，对于 的管子，Ft=1.4，对于 的管子Ft=1.5；
Ns－串联的壳程数，指串联的换热器数；
Np－管程数；
由此式可以看出，管程的阻力损失（或压降）正比于管程数Np的三次方，即
∝
对同一换热器，若由单管程改为两管程，阻力损失剧增为原来的8倍，而强制对流传热、湍流条件下的表面传热系数只增为原来的1.74倍；若由单管程改为四管程，阻力损失增为原来的64倍，而表面传热系数只增为原来的3倍。由此可见，在选择换热器管程数目时，应该兼顾传热与流体压降两方面的得失。
◎ 壳程阻力
对于壳程阻力的计算，由于流动状态比较复杂，计算公式较多，计算结果相差较大。
埃索法计算公式壳程阻力损失
对于壳程阻力损失的计算，由于流动状态比较复杂，提出的计算公式较多，所得计算结果相差不少。下面为埃索法计算壳程阻力损失的公式：
式中 -壳程总阻力损失， ；
-流过管束的阻力损失， ；
-流过折流板缺口的阻力损失， ；
Fs-壳程阻力结垢校正系数，对液体可取Fs=1.15，对气体或可凝蒸汽取Fs=1.0；
Ns-壳程数；
又管束阻力损失
折流板缺口阻力损失
式中 -折流板数目；
-横过管束中心的管子数，对于三角形排列的管束， ；对于正方形排列的管束， ， 为每一壳程的管子总数；
B-折流板间距，m；
D-壳程直径，m；
-按壳程流通截面积或按其截面积 计算所得的壳程流速，m/s；
F-管子排列形式对压降的校正系数，对三角形排列F=0.5，对正方形排列F=0.3，对正方形斜转45°，F=04；
-壳程流体摩擦系数，根据 ，由图4.7.13求出（图中t为管子中心距），当 亦可由下式求出：
因 ， 正比于 ，由式4.7.4可知，管束阻力损失 ，基本上正比于 ，即
∝
若挡板间距减小一半， 剧增8倍，而表面传热系数 只增加1.46倍。因此，在选择挡板间距时，亦应兼顾传热与流体压降两方面的得失。同理，壳程数的选择也应如此。
图4.7.13 壳程摩擦系数f0与Re0的关系列管式换热器的设计和选用(续) （3）列管式换热器的设计和选用的计算步骤
设有流量为去qm,h的热流体，需从温度T1冷却至T2，可用的冷却介质入口温度t1，出口温度选定为t2。由此已知条件可算出换热器的热流量Q和逆流操作的平均推动力 。根据传热速率基本方程：
当Q和 已知时，要求取传热面积A必须知K和 则是由传热面积A的大小和换热器结构决定的。可见，在冷、热流体的流量及进、出口温度皆已知的条件下，选用或设计换热器必须通过试差计算，按以下步骤进行。
◎ 初选换热器的规格尺寸
◆ 初步选定换热器的流动方式，保证温差修正系数 大于0.8，否则应改变流动方式，重新计算。
◆ 计算热流量Q及平均传热温差△tm，根据经验估计总传热系数K估，初估传热面积A估。
◆ 选取管程适宜流速，估算管程数，并根据A估的数值，确定换热管直径、长度及排列。 ◎ 计算管、壳程阻力
在选择管程流体与壳程流体以及初步确定了换热器主要尺寸的基础上，就可以计算管、壳程流速和阻力，看是否合理。或者先选定流速以确定管程数NP和折流板间距B再计算压力降是否合理。这时NP与B是可以调整的参数，如仍不能满足要求，可另选壳径再进行计算，直到合理为止。
◎ 核算总传热系数
分别计算管、壳程表面传热系数，确定污垢热阻，求出总传系数K计，并与估算时所取用的传热系数K估进行比较。如果相差较多，应重新估算。
◎ 计算传热面积并求裕度
根据计算的K计值、热流量Q及平均温度差△tm，由总传热速率方程计算传热面积A0，一般应使所选用或设计的实际传热面积AP大于A020%左右为宜。即裕度为20%左右，裕度的计算式为：
换热器的传热强化途径如欲强化现有传热设备，开发新型高效的传热设备，以便在较小的设备上获得更大的生产能力和效益，成为现代工业发展的一个重要问题。
依总传热速率方程：
强化方法：提高 K、A、 均可强化传热。
◎提高传热系数K
热阻主要集中于 较小的一侧，提高 小的一侧有效。
◆ 降低污垢热阻
◆ 提高表面传热系数
提高 的方法：
无相变化传热：
1） 加大流速；
2）人工粗造表面；
3）扰流元件。 有相变化传热：
蒸汽冷凝 ：
1）滴状冷凝，
2）不凝气体排放，
3）气液流向一致 ，
4）合理布置冷凝面，
5）利用表面张力 （沟槽 ，金属丝）液体沸腾：
1）保持核状沸腾，
2） 制造人工表面，增加汽化核心数。
◎ 提高传热推动力
加热蒸汽P ，
◎ 改变传热面积A
关于传热面积A的改变，不以增加换热器台数，改变换热器的尺寸来加大传热面积A，而是通过对传热面的改造，如开槽及加翅片、以不同异形管代替光滑圆管等措施来加大传热面积以强化传热过程。
[create_time]2013-09-19 13:37:44[/create_time]2013-10-03 14:53:59[finished_time]2[reply_count]1[alue_good]匿名用户[uname]https://iknow-base.cdn.bcebos.com/yt/bdsp/icon/anonymous.png?x-bce-process=image/quality,q_80[avatar][slogan]这个人很懒，什么都没留下![intro]1324[view_count]
化工设备机械基础题目，可做的接
根据设计条件，可利用壁厚公式求解筒体厚度。壁厚公式为：t = PD/2σ其中，P为工作压力，D为直径，σ为许用应力。首先，需要确定钢号，考虑到操作温度为150℃，且要求100%无损探伤，应选择符合该条件的材料，根据表1，选用Q245R钢。该钢号的许用应力为：148 Mpa。代入壁厚公式：t = 2.51000/(2148) = 8.45mm因此，设计筒体厚度为8.45mm。【摘要】化工设备机械基础题目，可做的接【提问】【提问】亲亲抱歉 图片看不到的。只能文字形式打过来哦【回答】不能发图片嘛【提问】是的亲，文字可以【回答】这不是图文咨询嘛【提问】3设计一台 D=1000mm, 操作温度为150℃,工作压力为2.5MPa的圆筒形容器,双面对接焊,100%无损探伤,试设计筒体厚度。表1材料的许用应力-|||-钢号 厚度 常温强度指标 在下列温度(℃)下的许用应力 /Mpa-|||-σ3 Ob 16~36 400 235 133 126 104 86-|||->36~60 400 225 133 119 101 83-|||-Q245R 3~16 400 245 148 140 117 98-|||->16~36 400 235 148 133 111 93【提问】好的【回答】求什么答案的亲亲【回答】这就是题目啊，设计筒体厚度【提问】根据设计条件，可利用壁厚公式求解筒体厚度。壁厚公式为：t = PD/2σ其中，P为工作压力，D为直径，σ为许用应力。首先，需要确定钢号，考虑到操作温度为150℃，且要求100%无损探伤，应选择符合该条件的材料，根据表1，选用Q245R钢。该钢号的许用应力为：148 Mpa。代入壁厚公式：t = 2.51000/(2148) = 8.45mm因此，设计筒体厚度为8.45mm。【回答】
[create_time]2023-03-21 10:19:07[/create_time]2023-04-05 10:14:13[finished_time]1[reply_count]0[alue_good]小花南Ai[uname]https://himg.bdimg.com/sys/portrait/item/wise.1.90ae1560.uPOTrtqXYnM-5GUizgZRHg.jpg?time=6383&tieba_portrait_time=6383[avatar][slogan]这个人很懒，什么都没留下![intro]20[view_count]
