甲醇制氫裝置冷凝器(E0103)設計

本科畢業(yè)設計2000m3/h甲醇制氫裝置冷凝器(E0103)設2000m3/h專業(yè)過程裝備與控制工程年級班別學生姓名指導教師2015年05月10日I荊楚理工學院畢業(yè)設計1概述 1.1甲醇制氫工藝簡介 11.2設計參數(shù)及介質特性數(shù)據(jù) 12換熱器選型 23換熱器的工藝設計 23.1確定設計方案 23.1.1熱負荷及冷卻水用量計算 23.1.2傳熱平均溫度差的的計算 23.1.3計算傳熱面積 33.2計算工藝結構尺寸 33.2.1管徑和管內流速 33.2.2管程數(shù)和換熱管數(shù) 33.2.3平均傳熱溫差校正及殼程數(shù) 43.2.4換熱管排列和分程方法 43.2.5殼體內徑的確定 43.2.6折流板 43.2.7接管 43.2.8換熱管束的分程 53.3接管位置最小尺寸 53.4接管尺寸 63.4.1管法蘭的選擇 63.5換熱器核算 73.5.1殼程表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 73.5.3污垢熱阻和管壁熱阻 93.5.4傳熱系數(shù) 93.5.5傳熱面積裕度 93.6換熱器內流體的流動阻力 3.6.1管程流體阻力 3.6.2殼程流體阻力 4換熱器的機械設計 4.1計算筒體厚度 4.1.1筒體材料的選擇 4.1.2筒體厚度 4.2計算管箱短節(jié)、封頭厚度 4.2.1后管箱短節(jié)及封頭厚度 4.2.2前管箱短節(jié)及封頭厚度 4.3殼體上開孔補強計算 4.4浮頭蓋 4.4.1浮頭蓋的設計計算 4.4.2管程壓力p,作用下(內壓)浮頭蓋的計算： 4.4.3殼程壓力p,作用下(外壓)浮頭蓋的計算 Ⅱ荊楚理工學院畢業(yè)設計4.5管板設計 4.5.1管板與殼體的連接 4.5.2管板與管箱的連接 4.5.3管板材料 4.5.4管板有關參數(shù)的確定 4.5.5管板厚度計算 225拉桿與定距管 5.1拉桿的結構形式 5.2拉桿的直徑、數(shù)量及布置 6防沖板 8分程隔板 9法蘭與墊片 9.1固定端的管箱法蘭及墊片選擇 9.2浮頭端管箱法蘭及殼體法蘭及墊片選擇 9.3殼程、管程接管法蘭型式與尺寸 9.4浮頭蓋法蘭及墊片選擇 10鞍座 10.1支反力計算 10.2鞍座的型號及尺寸 10.3鞍座的布置 11換熱器的制造與檢驗要求 11.2管箱 11.3換熱管 11.4管板 11.5換熱管與管板的連接 11.6折流板 主要參考文獻 氫氣是一種重要的工業(yè)產(chǎn)品，而甲醇制氫相對于其他制氫工藝投入資金少、耗能低等條件，本設計是甲醇制氫裝置中冷凝器的設計。設計的第一半部分為工藝計算，根據(jù)甲醇制氫裝置中轉化器出來的物料物性條件作為設計條件來估算冷凝器所需要的換熱面積，從而可以選擇合適的換熱器類型，校核傳熱系數(shù)，然后計算實際所需要的換熱面積，最后計算換熱器的相關參數(shù)。設計最后進行結構和機械設計，由選定的換熱器類型進行換熱器內部零件的設計，包括：根據(jù)介質物性選擇材料、管板厚度計算、浮頭蓋和浮頭法蘭厚度的計算、開孔補強計算等。最后設計結果可通過圖紙表現(xiàn)關于冷凝器設計的每個個環(huán)節(jié)，本設計說明書中有詳細的介紹。關鍵詞：換熱器管板浮頭蓋浮頭法蘭Hydrogenisakindofimportantindustrialproducts,hydrogenandmethanolcomparedwithotherhydrogenproductionprocess,lessinvestmeconsumptionconditionofthisdesignisthedesignofthecondenserinmethanolhydrogenproductionunit.Designcalculationforthefirsthalfpartoftheprocess,accordingtothemethanolconverterinhydrogenproductiondeviceofmatericonditionstoestimatetherequiredcondenserheattransferarea,thuscanchooparametersoftheheatexchanger.Designthestructureandmechanicaldesign,accordingtotheselectedtypeofheatexchangerheatexchangerinternalcomponents(suchastotakeover,baffle,tubesheet,etc.)design,includireinforcementcalculation,etc.Thefinaldesignresultbydrawings.Keywords:heatexchangerFloatingheadflangeoffloatingheadheat1甲醇制氫裝置冷凝器設計甲醇制氫裝置設計采用甲醇裂解、吸收法脫二氧化碳和變壓吸附工藝，增加吸附法的目的是為了提高氫氣的回收率，同時在需要二氧化碳時，也可以得到高純度的二氧化碳。本工藝流程大致經(jīng)過以下步驟：甲醇與水按配比進入原料液儲罐，通過計量泵進入換熱器(EO101)預熱，然后在汽化塔(T0101)汽化，再經(jīng)換熱器(E0102)過熱到反應溫度進入轉化器(R0102),轉化生成的氫氣、二氧化碳以及為反應的甲醇和水蒸氣等首先與原料液換熱冷卻(E0101),然后經(jīng)水冷器(EO103)冷凝分離甲醇和水，這部分水和甲醇可以進入原料液儲罐，水冷分離后氣體進入吸收塔，經(jīng)碳酸丙烯酯吸收分離二氧化碳，吸收飽和的吸收液進入解析塔降壓解析后循環(huán)使用，最后進入PSA進一步分離參與的二氧化碳一氧化碳以及其他雜質得到一定純度要求的氫氣。其工藝流程圖如圖1.1E0103冷凝器是甲醇制氫裝置的重要設備，其主要作用是通過溫度相對較低的水帶走溫度相對較高的熱流體，包括兩個方面的變化：的冷卻和冷凝。這兩個過程可以滿足工藝給定指標。1.2設計參數(shù)及介質特性數(shù)據(jù)本設計需要冷凝的混合氣有較大的溫差應力存在而且操作壓力較高，混合氣體有輕微的腐蝕性故混合氣體走殼程，冷卻水走管程。(1)殼程：混合氣入口：280℃,出口：25℃(甲醇484.23kg/h,水408.57kg/h,二氧化碳645.98kg/h,一氧化碳8.39kg/h,氫氣89.29kg/h)壓力：1.5MPa(2)管程：循環(huán)水入口：20℃,出口：30℃壓力：0.5MPaCPC02=10.47KJ/(Kg.K)CPH2=14.65KJ/(Kg.K)CPCO=4.19KJ/(Kg.K)22換熱器選型在冷凝器中混合氣體介質從280℃降溫到25℃。由于傳熱溫差較大，而浮頭式換熱器中浮頭可拆卸，管束與殼體的受熱變形互不影響，因而不會產(chǎn)生熱應力，必要時可以把管束從殼體內抽出來，因此初步選為浮頭式換熱器。浮頭式換熱器的典型結構如圖2.1圖2.1浮頭式換熱器3換熱器的工藝設計3.1確定設計方案在冷凝器的設計計算中，根據(jù)本設計給定的設計條件選擇合適的換熱器，其次計算換熱的傳熱面積。3.1.1熱負荷及冷卻水用量計算Q1=Cpm(T1-T2)=(10.47×645.98+14.65×89.29+4.19×8.39)×(280-25)=2067000KJ/h(2)混合氣體中甲醇的量很小可忽略不計，1.5MPa下的水的冷凝熱為H=2135KJ/Kg,總冷凝熱Q2=H×m=2135×408.57=872000KJ/h水顯熱變化Q3=Cpm(T1-T2)=4.19×408.57則冷卻水用量W=Q/(Cp△t)=80560.86Kg/h3.1.2傳熱平均溫度差的的計算根據(jù)流動方向，分為逆流、并流、錯流和折流。在逆流操作時，換熱效率高，所以逆流操作在工程中經(jīng)常采用，在本設計中首先按逆流計算，然后再進行校正。先求逆流時的傳熱平均溫度差：△t?=T-t?,△t?=T?-t;33.1.3計算傳熱面積3.2計算工藝結構尺寸3.2.1管徑和管內流速(1)管徑表3.1管殼式換熱器常用流速的范圍流體的種類一般液體易結垢液體氣體流速m/s管程殼程3.2.2管程數(shù)和換熱管數(shù)貝4本設計選擇正三角形排列，主要是考慮提高管板的利用率。n=1.19√N=1.19×√640≈30(根)h=0.25×800=200mm3.2.7接管5(2)管程流體進、出口接管根據(jù)溫度計算，使進出口接管內徑相等，接管內冷卻水流速：u=1m/s3.2.8換熱管束的分程在這里首先要先提到管箱。其目的是為了使流體在換熱管中分布均勻以及式流體聚集起來流出換熱器，另外流體起到的作用是改變流體運動方向。本換熱器選擇多程隔板的安置形式的管箱便于管程的排列安裝。采用平行分法是為了接管的安裝，而且平行分法可以令管箱內物料填放充足。3.3接管位置最小尺寸殼程接管位置最小尺寸，如圖3.1所示圖3.1殼程接管位置其中：L——殼程接管位置最小尺寸，mm;C——補強圈外邊緣至管板(或法蘭)與殼體連接焊縫之間的距離，mm,取C≥4S(S為殼體厚度，mm)且≥30mm。在本設計中殼程接管有補強圈，計算可得取L?=600mm。管程接管位置最小尺寸，如圖3.2所示6取C≥4S(S為管箱殼體厚度，mm)且≥30mm。3.4接管尺寸接管尺寸循環(huán)水進口循環(huán)水冷卻水進口冷卻水筒體排液口高度/mm位置尺寸/mm材料3.4.1管法蘭的選擇(2)管法蘭密封墊片和緊固件各接管墊片標記如下：7循環(huán)水接管：HG20606墊片RF200-1.6XB450;名稱公稱尺寸連接尺寸法蘭外徑D螺栓孔中心圓螺栓孔直徑L螺栓數(shù)量n(個)螺栓Th冷卻水接管8M16混合氣接管8M2O排液口4M12表3.2墊片尺寸公稱尺寸DN墊片內徑D,墊片外徑D,墊片厚度T包邊寬度b3333.5.1殼程表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)8擋板缺口處的弓形面積減去管束所占的面積：A?=f?-βf,式中β——管束所占面積與等邊三角形面積之比A?=f?-βf,=0.25-0.25×0.524=0.12m2殼程流體流速及雷諾數(shù)為：普朗克數(shù)為：粘度校正為：3.5.2管內表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)管程流體流通截面積：管程流體流速93.5.3污垢熱阻和管壁熱阻3.5.5傳熱面積裕度3.6換熱器內流體的流動阻力3.6.1管程流體阻力回彎阻力損失為：管箱進出口壓力損失為：總阻力損失為：=(62.5.45+1124.7)×1.4×4+612.38=43.6.2殼程流體阻力管束壓力損失為：N?=19正三角形排列F=0.5Nc=30缺口壓力損失為：總阻力為：△p?=△po?+△p?=14+12.9≈27Pa所以殼程流體阻力在允許范圍之內。冷凝器的主要計算結果以及結構參數(shù)如表：參數(shù)殼程管程流率kg/h進/出口溫度/℃壓力MPa物性定性溫度/℃密度/(kg/m3)定壓比熱容/J/(kg·k)粘度/(Pa·s)熱導率/(W/m·K)普朗特數(shù)材質設備結構參形式浮頭式換熱器殼程數(shù)2殼體內徑/mm臺數(shù)1管徑/mm管心距/mm管長/mm管子排列正三角形管數(shù)目/根折流板數(shù)/個數(shù)傳熱面積/m2折流板間距管程數(shù)4主要計算結果殼程管程流速/(m/s)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)/(W/(m2·K)污垢熱阻/(m2·K/W)阻力/Pa熱流量/W傳熱溫差/℃面積裕度/%4換熱器的機械設計4.1計算筒體厚度4.1.1筒體材料的選擇4.1.2筒體厚度(1)確定計算參數(shù)(2)確定筒體厚度設計厚度為：δ?=δ+C?=4.5+2=6.5mm(3)校核水壓試驗壓力采用液壓試驗，試驗應力現(xiàn)校核試驗壓力，筒體δ=δ-C?=8-2=6mm(4)最大允許工作壓力及應力計算設計溫度下計算的應力σ'[o]φ=158.6×0.85=134.81MPa>σ',筒體名義厚度合格。查GB151-1999《鋼制壓力容器》知所得筒體厚度滿足工藝生產(chǎn)要求。4.2計算管箱短節(jié)、封頭厚度4.2.1后管箱短節(jié)及封頭厚度(1)確定計算參數(shù)管箱與殼體材料相同，為Q345R。由前面計算可知，有浮頭蓋的設計計算可得后管箱短節(jié)內徑D,=800+100=900mm,計算壓力P=P=0.5MPa,設計溫度為280℃。(2)確定管箱短節(jié)厚度則管箱短節(jié)有效厚度δ=δ-C?=8-2=6mm荊楚理工學院畢業(yè)設計(3)封頭厚度的計算封頭名義厚度δ=δ+Cl+C2+△=8mm,δ=δ-C?=8-2=6mmD?×0.15%=900×0.15%=1.2mm<δ,采用液壓試驗，試驗應力可得封頭的型號參數(shù)如下：DN900標準橢圓形封頭參數(shù)總深度內表面積A(m2)容積(m3)4.2.2前管箱短節(jié)及封頭厚度焊接方式：選為雙面焊對接接頭，局部無損探傷，故焊接系數(shù)φ=0.85;(4)封頭厚度的計算在本設計中選用標準橢圓形封頭，其形狀系數(shù)K=1,材料與管箱短節(jié)相同。故封頭計算厚度,合格采用液壓試驗，試驗應力而0.9φR=0.9×0.85×345=263.925MPa>σ?,可得封頭的型號參數(shù)如下：DN800標準橢圓形封頭參數(shù)DN(mm)總深度H(mm)內表面積A(m2)容積(m3)4.3殼體上開孔補強計算補強判別：根據(jù)GB150-2011《壓力容器》,允許不另行補強的最大接管外徑是φ89mm,本換熱器開孔外徑為300mm,因此需要另行考慮其補強。強度削弱系數(shù)：fr=0.794l接管有效厚度：δ=δ-C=8-2=6mr開孔所需補強面積按下式計算：A=dδ+2δδ(1-f,)=1379.624mm2①有效寬度B:②有效高度：①殼體多余金屬面積：殼體有效厚度：δ=δ-C=8-2=6mm則多余的金屬面積A?為：=183.792mm2②接管多余金屬面積：接管計算厚度：A?=A?=2h,(δ-δ)f+2h?(δ?-C?)f=228.79mm2④有效補強面積：A=A?+A?+A?=183.729+228.79+36=448.6mm2D?=300mm?補強圈的厚度為：4.4浮頭蓋本浮頭式換熱器浮頭端采用B型鉤圈式浮頭，而浮頭蓋使用了球冠形封頭。4.4.1浮頭蓋的設計計算球冠形封頭、浮頭法蘭應分別在管程壓力p,作用下和殼程壓力p,作用下進行設計計算，選擇其計算數(shù)據(jù)大的為計算厚度。無損探傷，故①=1,則因為計算厚度太小，為了安裝方便取其厚度為δ=4m4.4.3殼程壓力p,作用下(外壓)浮頭蓋的計算將球冠形封頭當作球殼進行計算，具體過程如下：滿足穩(wěn)定要求，故δ=6mm合適。綜合在內壓作用和外壓作用下所能滿足要求的厚度，取浮頭蓋的厚度為δ=6mm。4.5管板設計管板是管殼式換熱器最重要的零部件之一。4.5.1管板與殼體的連接由于浮頭式換熱器要求管束能夠從殼體中抽出進行清洗和維修，采用可拆式連接方式。4.5.2管板與管箱的連接如圖4.1所示為三種最常見的固定管板換熱器的管板與管箱法蘭連接形式。在本設計中，選用圖(c)的連接方式，法蘭的密封面采用凹凸面密封，法蘭形式為長頸法蘭。圖4.1管板與管箱的連接方式4.5.3管板材料在本設計中根據(jù)流體性質，考慮輕微腐蝕，選用Q245R。假設管板計算厚度δ=40mm。4.5.4管板有關參數(shù)的確定(1)計算殼程圓筒內直徑橫截面積A(2)圓筒殼壁金屬的橫截面積A、A,=π?(D,+δ?)=π×8x(800+8)=20296.96mm2(3)一根換熱管管壁金屬的橫截面積a由前面可知換熱管總數(shù)n=640根，na=640×106.8=68352mm2(4)兩管板間換熱管有效長度LL=l-2b=6000-2×25=5950mm(5)管束模數(shù)K,荊楚理工學院畢業(yè)設計則(6)管子回轉半徑il=2B=2×240=480mm。查得管子材料屈服應力σ=205MPa,比值l/i=480/6.05=79.33,(8)管板開孔后面積A(9)管板布管區(qū)面積AS,——隔板槽兩側相鄰管中心距，由表4-1取38mm。表4-1隔板槽兩側相鄰管中心距換熱管外徑d,S換熱管外徑d,則A?=n't(S,-0.866t)=30×25×(38-0.866×管板布管區(qū)面積(10)管板布管區(qū)的當量直徑D,系數(shù)λ為4.5.5管板厚度計算符號說明：φ———管板的支撐系數(shù)，取1/20t———管板計算厚度，mm;A———管板鉆孔孔心距，25mm;[σ,]———設計溫度下材料的許用抗彎強度，4MPa;d———管外徑，32mm;計算過程：=52mm拉桿定距管結構；拉桿與折流板點焊結構。當管板比較薄時，也可采用其他的連接結構。由于此時換熱管的外徑為19mm,因此選5.2拉桿的直徑、數(shù)量及布置其具體尺寸如下所示拉桿的直徑d拉桿螺紋公稱直徑dnb拉桿的數(shù)量26其中拉桿的長度L按需要確定。拉桿應盡量均勻布置在管束的外邊緣。防沖板是在換熱器中為了防止流體直接沖刷管子而引起管子振動失穩(wěn)和腐蝕而設置的。因為混合氣體具有輕微腐蝕性，故需要設置防沖擋板。7鉤圈鉤圈的型式查GB151可知選為B型鉤圈，其圖示如下：8分程隔板9法蘭與墊片9.1固定端的管箱法蘭及墊片選擇標記：法蘭-FM800-0.50JB/T4703-2000表4-2長頸對焊法蘭相關參數(shù)DD?ad高頸尺寸，mm法蘭盤厚度δ質量kg螺柱HhδR規(guī)格數(shù)量M16根據(jù)殼程操作條件，選纏繞式墊片：墊片915mm×800mmJB/T4705-92纏繞式墊片9.2浮頭端管箱法蘭及殼體法蘭及墊片選擇管箱法蘭尺寸(mm)工稱通徑連接尺寸C法蘭厚度C法蘭頸法蘭外徑D螺栓孔中心圓直徑K螺栓孔直徑L螺栓孔數(shù)量N螺紋NRM33*2(2)墊片選擇根據(jù)殼程操作條件，選纏繞式墊片：墊片915mm×800mmJB/T4705-92纏繞式墊片9.3殼程、管程接管法蘭型式與尺寸帶頸對焊鋼制管法蘭公稱通徑鋼管外徑(法蘭焊端外徑)連接尺寸法蘭厚度C法蘭頸法蘭高度H法蘭理論重量徑D法蘭外徑D螺栓孔中心圓直徑K螺栓孔直徑L螺栓孔數(shù)量n螺紋NSRABAB8M2OM2O8根據(jù)殼程操作條件，選纏繞式墊片：墊片1060mm×900mmJB/T4705-92纏繞式墊片9.4浮頭蓋法蘭及墊片選擇標記：法蘭-FM900-1.60JB/T4703-2000表4-3長頸對焊法蘭相關參連接尺寸，mmDad高頸尺寸，mm法蘭盤厚度δ質量kg螺柱HhδR規(guī)格數(shù)量M2710鞍座10.1支反力計算=2×0.785×802×5.2×7.85=410.16kg(2)圓筒的質量管箱的短節(jié)部分；y=7850kg/m3。III封頭的質量是兩個封頭質量相加：m?=102.7+120.1=86.7kgIV附件(如接管、法蘭、浮頭蓋等)質量取為全部質量的20%:m?=20%(m?+m?+m?)=331.8kg水壓試驗時總質量：m=410.16+1026.9+222.8+331.8+3431=5422.66kg水壓試驗時支座反力：10.2鞍座的型號及尺寸根據(jù)支反力查JB/T4712-92選擇鞍座的型號為：DN800、120°包角重型帶墊板鞍式支座，材料選用Q235-C。鞍座尺寸公稱直徑允許載荷鞍座高度h底板腹板筋板墊板螺栓間距鞍座質量增加100mm高度增加的質量(kg)δ弧長e6810.3鞍座的布置時，取Lg=(0.4～0.6)L;時，取Lg=(0.5～0.7)L;如圖10.1所示，為鞍座安裝位置。圖10.1鞍座安裝位置(2)布置選用兩個鞍式支座，固定式和滑動式支座各一個。標記分別為：固定式支座安裝在靠近冷卻水進出口，兩支座距離4400mm,支座螺栓孔中心距管板密封面1000mm。(1)圓筒內直徑允許偏差①用板材卷制時，內直徑允許偏差可通過外圓周長加以控制，其外圓周長允許偏差為10mm;下偏差為零。②用鋼管作圓筒時，其尺寸允許偏差應符合GB/T8163和GB/T14976的規(guī)定。(2)圓筒同一斷面上，最大直徑與最小直徑之差為e≤0.5%DN,且：當DN≤1200mm時，其值不大于5mm;當DN≤1200mm時，其值不大于5mm;在本設計中其值不大于5mm。(3)圓筒直線度允許偏差為L/1000(L為圓筒總長),且：當L≤6000mm時，其值不大于4.5mm;當L>6000mm當時，其值不大于8mm。在本設計中其值不大于4.5mm。(5)殼體內壁凡有礙管束順利裝入或抽出的焊縫均應磨至與母材表面齊平。(6)在殼體上設置接管或其他附件而導致殼體變形較大，影響管束順利安裝時應采取防止(7)插入式接管、管接頭等，除圖樣另有規(guī)定外，不應伸出管箱、殼體和頭蓋的內表面。管箱短節(jié)與接管和管箱法蘭組焊時，應以法蘭端面為基準。且螺孔應與設備主軸中心線跨中。管箱隔板組裝前，須將管箱內和隔板結合的環(huán)焊縫部位鏟磨齊平，并把隔板和管箱經(jīng)測量、劃線、調整好間隙后再裝焊。組裝、焊接管箱隔板，靠近密封面50mm區(qū)域需焊透，換熱管管端外表面應除銹。用于焊接時，管端清理長度應不小于管外徑，且不小于25mm.11.4管板(1)管板孔直徑及允許偏差按GB151-1999《管殼式換熱器》規(guī)定。(2)孔橋寬度偏差管板上有很多管孔，其孔心距尺寸偏差的大小直接影響焊管和脹管的施工質量，所以限制鉆孔背面的孔橋寬度偏差，以便于檢查。終鉆(出鉆)一側管板表面，相鄰兩管孔之間的終鉆后應抽查不小于600管板中心角區(qū)域內的孔橋寬度，B值得合格率應不小于96%,允許的最小寬度的數(shù)量應控制在4%之內，超過上述合格率時，應全管板檢查。(3)本設計中換熱管與管板焊接連接，管孔表面粗糙度R。值不大于25μm。11.5換熱管與管板的連接熱器容易滲透的地方，若連接質量不好，則直接影響工藝操作的正常進行。(1)連接部位的換熱管和管板孔表面應清理干凈，不應留有影響焊接連接質量的毛刺、鐵(2)焊渣及凸出于換熱管內壁的焊瘤均應清除。焊縫缺陷的返修，應清除缺陷后焊補。(3)換熱管與管板的強度焊焊接接頭，接施焊前應按GB151-1999《管殼式換熱器》中附B的管孔數(shù)不得超過4%。(2)折流板外圓表面粗糙度R。值不大于25μm,外圓面兩側的尖角應倒鈍。(3)應去除折流板上的任何毛刺。到此，換熱器結構設計及強度計算已經(jīng)基本結束。可以說，換熱器的主要設計計算已經(jīng)完成，其計算結果將通過裝配圖、部件圖以及零件圖表現(xiàn)出來。主要參考文獻[1]賈紹義，柴誠敬主編.化工原理課程設計[M].天津大學出版社.2003.[3]方書起主編.化工設備課程設計指導[M].北京.化學工業(yè)出版社.2010.[4]國家醫(yī)藥管理局上海醫(yī)藥設計院編[M].化工工藝設計手冊.化學工業(yè)出版社.[5]錢頌文.換熱器設計手冊[M].北京.化學工業(yè)出版社.2002.NewplateheatexchangeroptimizationSelectionW.LubandS.A.TassoubDepartmentofMechanicalEngineering,SchoolofEngineeringandDesign,BrunelUniversity,Uxbridge,Middlesex,UK.[Abstract]:TheplateheatexchangerSelectionisbasedontheoptimizationoftheuseofheatexchangersandintheprocessoftheparametersandNTU=KA/MC=△t/△tm,thatis,transferunitsofNTUandthetemperaturedifferencethan(theaveragetemperaturedifference--Heattransferinpower)chooseplateshapes,plateheatexchangerandthetypeofstructure.[Keywords]:theaveragetemperaturedifferencebetweenNTFromtheformulaQ=K△tmA,△TM=1/A?A(T1-T2)dAknowable,meantemperaturedifference△TMisthedrivingforceforheattransfer,flowform,suchastoctemperature,thesurvalue,canheatexchangeheatexchanger.Theaveragetemperatureisamoreintuitiveconcept,butIntheheattransferunitoftheintroductionofafewdimensionlessparametersNTU,knownasthenumberoftransferunits,itsaidplateheatexchangerofthetotalthermalconductivity(heatexchangerheatresistanceofthecountdown)andtheratiooffluidheatcapacityNTU=KA/MC,itsaidinrelationtoheatfluidflow,heattransfercapacityoftheheatexchangerofthesizeoftheheatexchangerthatis,non-dimensional"heattransfercapability."TheKA/MC=△t/△tm,where△t/△tmknownasthetemperaturedifoftheprocessusedNTUpthatlefttheconditionsofheattransferequipmentusedNTUEsaid.NTUpisfluidtemperaturechangesintemperatureandtheaverageratiothatisused1℃△tmofseveralchangesinthevalueoffluidtemperaturechanges,when△tmlarge,NTUpissmallwhen△tmhours,ithasbecomebiggerThetendency.Onthecontraprocess,△tmofthelargertemperaturechanges,NTUpsmaller,its△tmstemperature(seetable1).Plateheatexchanger,theoptimaldesign,isknownNTUEtemperaturedifferencethantheconditions,todetermineareasonablemodel,processesandheattransferarea,equivalenttoNTUpNTUE.△tm大△tm小NTUp小NTUp大NTUp大NTUp小△tm的溫度變化大△tm的溫度變化小secondarywater13-MorethanfivecasesoftheprocessNTUp(seetable2)Table2heatingair-conditioningprocessofNTUp過程NTUpabCdetheheatandthecombinationofheattransferunits,thetotallengthofheattransferprocessisthelengthandnumberofunitsoftheproduct.WhenthetotalnumberofNTUEis,ifthenumberofprocessesforevery1NTUe,thenNTUE=n·NTUe(wherenisthenumberofprocWhenNTUe=NTUE=NTUp,theheatexchangerforone-way.IfNTUe<NTUp,theheatexchangerformanyprocesses,itshouldbedesignedtotargetn.Aseachplateofone-wayNTUevalueisessentiallyfixedvalue,suchasineTable2fortheflowof25m3/hoftheone-wayNTUeplateheatexchangerfor17squaremeters.FromNTUe=A·K/MCtellsusthatwhenNTUetobeonduty,A·Kisinverselyproportional,stilleexample,whenK=500kcal/m2·h·℃time,A=1.67×25000/500=83.5m2,theprocessofn=83.5/17≈5.WhenK=2500kcal/m2·h·℃time,A=16.7squaremeters,theflowofn=1.EachprocessNTUeasfollows:K=500,NTUe=NTUE/n=0.33,K=2500when,NTUe=1.67.So,canbeobtainedunderNTUetheflowofheatexchangers,heattransfercoefficientandheattransferarea.Fromtheabovewecanseethatiftheplateheatexchangerdesignunreasonableandlikelytoheattransferareaistoolarge,mayalsobepartiresistance.1.5plateheatexchangermanufacturingandtechnologicalprogress,platetypeofincrease,raisingtheplateheatexchangerofthevariousprocessesofadaptation.(1)theNTU(8),small△tm(1～2)theplandheatpumpunitsevaporator,condenserrequirements.Fromtheaboveanalysisknow,△tmisthedrivingforceofheattransfer,if△tmsmall,meansthatthedriverofsmall,toachievetheheattransferbetweenthetwofluid,wemustincreaseheattransfercoefficient,increasingheattransferarea,inordertoHeattomakeuptoolarge,istheonlyincreaseheattransfercoefficientK.(2)smallNTU(~0.3～2),the