立式热虹吸式再沸器毕业设计

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1、目录前言4第一章再沸器基本参数61.1、设计任务和设计条件61.2、再沸器类型的选择61.3、流程的安排71.4、再沸器的热流量计算71.5、流体的有效平均温差71.6、传热面积的估算81.7、再沸器基本参数的初步确定81.7.1换热器型号81.7.2折流板91.7.3拉杆111.7.4防冲板12第二章再沸器机械强度设计132.1壳体壁厚计算132.2管箱壁厚计算142.3封头壁厚计算152.4、管箱结构162.4.1管箱结构尺寸确定162.4.2管箱法兰172.4.3垫片182.5、固定管板计算192.6、壳体、管子与管板连接结构设计232.6.1

2、壳体与管板连接232.6.2管子与管板连接232.7、管板与管箱连接252.8、判断是否需要膨胀节252.9、开孔补强设计272.10、接管292.11、排气、排液302.12、支座的选择31第三章结论34主要参考文献34致谢3529第一章再沸器的工艺设计1.1、设计任务和设计条件设计一台立式热虹吸再沸器，以前塔顶蒸汽冷凝为热源，加热塔底釜液使其沸腾。前塔顶蒸汽组成：乙醇0.12，水0.88，均为摩尔分数，釜液可视为纯水。具体条件及物性如下设计任务和设计条件如表1-1表1-1设计任务和设计条件名称壳程管程工作压力MPa0.50.16设计温度℃146～

3、130112冷凝量（Kg/h）10908蒸发量（Kg/h）8353.81.2、物性数据壳程液体在定性温度200℃下的物性数据：潜热rc=1938.2kJ/kg热导率λc=0.663W/(m.k)黏度μc=0.136mPa.s密度ρc=863.0kg/m3管程流体在定性温度116℃下的物性数据：液相潜热rb=361.14kJ/kg液相热导率λb=0.124W/(m.k)液相黏度μb=0.24mPa.s液相密度ρb=791kg/m3表面张力σ=0.0173N/m液相比热容Cpb=1.6kJ/(kg.k)汽相密度ρv=5.81kg/m3汽相黏度μv=0.0

4、09mPa.s蒸汽压曲线斜率（Δt/Δp）=0.00303m2.K/kg物性数据1.3、流程的安排该再沸器由于用于甲醇的蒸汽再沸，工艺设计时考虑到甲醇具有较高的清洁度，不易在管道内产生污垢，具有饱和蒸汽冷凝的再沸器应使饱和蒸汽走壳程，便于排出冷凝液，因此考虑甲醇走管程，水蒸气走壳程。291.4、再沸器的热流量计算查设计常用标准得水蒸气在管道中常用速度范围为20～40m/s,本设计取30m/s，则进口流量(1-1)又查水蒸气在160时密度为3.252则壳程冷凝量(1-2)查化工原理壳程在时潜热则热流量(1-3)1.5、流体的有效平均温差因采用逆流换热，

5、则(1-4)1.6、传热面积的估算根据物料性质选取则传热面积(1-5)圆整取291.7、再沸器基本参数的初步确定1.7.1换热器型号管径：选用较小的管子，可以提高流体的对流给热系数，并使单位体积设备中的传热面积增大，设备较紧凑，单位传热面积的金属耗量小，但制造麻烦，小管子易结垢，不易清洗，可用于较清洁流体，由于甲醇腐蚀性小，是清洁流体，故可选用的不锈钢。管心距：由于管程介质干净，管外无需清洗，取管心距(1-6)管长：按单管程计算，取管长则传热管管数(1-7)管子采用正三角形排列，则(1-8)求得，则正六边形对角线上传热管数目(1-9)则单程换热器壳体

6、内径(1-10)查标准取1.7.2折流板1.7.2.1选择弓形折流板设置折流板的目的是为了提高壳程流体的流速，增加湍动程度，并使壳程流体垂直冲刷管束，以改善传热，增大壳程流体的传热系数，同时减少结垢。29弓形折流板结构简单，性能优良，一般标准换热器中只采用这种形式，弓形折流板切去的圆缺高度一般是壳体内径的10%40%，常用值为20%～25%，经验证明，20%的切口最为适宜，在相同的压力降下，能提供最好的传热性能。折流板间距B的选取最好使壳体直径处的管间流动面积与折流板切口处的有效流动面积近似相等，这样可以减少介质在通过缺口前后由于流通面积的扩大与收缩

7、而引起的压力损失。对于20%的切口，符合此要求的折流板间距B为壳体直径的三分之一，一般情况下可使折流板间距不大于或小于/5.折流板高度h初步确定(1-11)由排管分布图知，应将尺寸调整到被切除管孔保留到小于1/2孔位，取折流板间距B初步确定(1-12)圆整取B=200mm1.7.2.2折流板厚度折流板厚度与壳体直径、换热管无支撑长度有关，厚度选取4mm，如表1-2表1-2折流板厚度/mm壳体公称直径换热管无支撑长度>300,>600,厚度159～32545400～7004561.7.2.3折流板与壳体间隙折流板与壳体的间隙依据制造安装条件，在保证顺利

8、的装入前提下，越小越好，以减少壳程中旁路损失，排列方式采用水平切口。查表4-2（化工单元过程及设备课程设计）