酒精蒸汽冷凝器设计。
一、工艺条件：
管程：介质：水，工作温度：进口℃，出口℃；
操作压力：
壳程：介质：酒精蒸汽，蒸汽流量：；
工作温度：进口℃，出口℃；
操作压力：；
二、换热器工艺设计步骤：
1、查取管程和壳程物性参数，计算热负荷，按照传热学课本给出的总传热系数（按蒸汽的总传热系数计算），初步设计换热器的换热面积；
2、设计换热器的结构尺寸：
1）选用换热管的直径、管长，根据1中计算的换热面积计算换热管的根数，设计管程，计算管程中流体的流速，在经验流速范围内即可；
2）选用换热管排列方式，正三角形或正方形排列，选取管心距；
3）计算壳体内径，将其圆整到换热器标准尺寸，排列换热管，确定实际换热管根数和管长，计算换热器的实际换热面积，壳程和管程的流速，确定这些流速在经验范围内；
4）选用折流板，可以选用弓形折流板，选取折流板的尺寸、布置间距、折流板数；
5）选择壳体排气和排液接管，选用的无缝钢管。
3、校核换热器的传热面积：
1）校核换热器的传热温差；
2）校核换热器的总传热系数k
a．计算管程内流体的传热膜系数：
在假设管侧壁温的前提下，计算管内流速、雷诺数、选取合适的经验关联式计算相应的对流传热膜系数。
b．计算壳程流体的传热膜系数：
在假设壳侧壁温的前提下，计算壳程内流体的流速、雷诺数、选用合适的经验关联式计算。
c．查取管侧和壳侧的污垢热阻。
d．利用总传热系数的计算公式计算换热器的总传热系数k
4、根据gb151-f对换热器壁温进行校核，如果各侧壁温与实际计算的壁温相差不大（误差在20%内），则可以进行下一步计算，否则，重新进行第3步计算；
5、根据3中计算出的k值计算换热器所需传热面积，与换热器实际的换热面积相比较，实际面积为所需面积的（1-1.25）倍就达到要求了，否则，重新从第2步开始计算；
三、换热器结构尺寸设计：
1、换热器壳体厚度的设计。
设计温度，设计压力，材料选用普通低碳钢q235-b，材料时的许用应力，取焊缝系数，腐蚀裕量。
因设计时间太少，不再计算，直接选用壳体厚度为8mm；
2、壳程蒸汽接管，取管内流速为40m/s，接管内径圆整到标准尺寸，接管高度为200mm；
3、管程冷却水接管，取管内流速为2-3m/s，计算出接管尺寸，圆整到标准尺寸，接管高度为200mm；
4、壳程出口接管。
选取流速为2-3m/s，假设酒精全部冷凝，计算壳程出口接管尺寸；
5、换热器管箱选用厚度为8mm，直边段长度为500mm；
6、换热器封头选用标准椭圆封头，封头厚度选用8mm，直边段高度选为35mm；
7、选用延长部分兼做法兰的管板，根据gb151-89进行设计，示例：（不带膨胀节且延长部分兼作法兰的管板）
根据《化工设备设计手册》p755
1) 设计条件。
壳程设计压力：
管程设计压力：
壳程设计温度： ℃
管程设计温度： ℃
管板设计温度： ℃
壳体平均金属温度：℃
换热管平均金属温度：℃
壳程腐蚀余量：
管程腐蚀余量：
单管程单壳程。
结构尺寸参数：
公称直径。壳体、管箱内径。
壳体壁厚。换热管外径。
换热管壁厚。
换热管根数。
换热管长。管受压失稳当量长度。
管间距。管程分程隔板槽深为 4
换热管与管板连接采用焊接，焊脚高度为3
管箱法兰选择甲型平焊法兰。
垫片用石棉橡胶板。
元件材料：壳体：
管箱： 换热管：不锈钢。
管板：锻件。
壳体材料℃下的许用应力。
℃下金属的弹性模量。
℃下金属的线胀系数℃
℃下换热管的许用应力137mpa
℃下换热管的屈服应力188mpa
℃下换热管的线弹性模量。
℃下换热管的弹性模量。
℃下换热管的线膨胀系数℃
管板材料℃下的许用应力。
管板材料℃下的弹性模量。
壳程法兰材料℃下的弹性模量。
管箱法兰锻件℃下的弹性模量。
2) 法兰力矩。
垫片（ ）垫片外径 =744
垫片内径 =704
垫片系数 比压力
垫片基本密封宽度。
所以垫片有效密封宽度。
垫片压紧力作用中心圆直径。
螺栓载荷 螺栓个数尺寸。
螺栓材料。螺栓材料在常温下的许用应力。
螺栓材料在℃的许用应力。
预紧状态下需要的最小螺栓载荷。
操作状态下需要的最小螺栓载荷。
螺栓面积。预紧状态下所需螺栓面积。
操作状态下所需螺栓面积。
取所需螺栓面积。
m20螺栓强度计算直径。
实际螺栓面积。
螺栓设计载荷。
预紧状态下螺栓设计载荷。
操作状态下螺栓设计载荷。
法兰力矩。a. 管程压力操作工况下法兰力矩。
基本法兰力矩。
壳体法兰应力系数（）
b 换热管稳定许用压力。
回转半径。换热管的失稳当量长度。
系数。c 参数与系数计算。
壳体圆筒内径面积。
壳体圆筒金属横截面积。
换热管金属横截面积。
换热管的有效长度。
管束模数。管板强度削弱系数。
换热管的加强系数。
管板周边不布管区无量纲宽度。
法兰宽度 管箱法兰厚度
查《化工设备设计手册》图。
得。旋转刚度
壳体法兰厚度。
壳体厚度。查《化工设备设计手册》图，壳体旋转刚度。
旋转刚度无量纲参数。
管板开孔后面积。
查《化工设备设计手册》图。
得 查《化工设备设计手册》图。
得。查《化工设备设计手册》图。
得 查《化工设备设计手册》图。
得。d 管板应力校核及评定。
四、绘制管板布管图。
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