换热器管板设计厚度计算方法

换热器管板厚度的快速计算

第24卷第1期

2004年2月

山　西　化　工

SHANXICHEMICALINDUSTRY

.24　No.1Vol

Feb.2004

换热器管板厚度的快速计算

李广民,　丁满福

(山西丰喜化工设备有限公司,山西　永济　044500)

摘要:在化工生产中,换热器设备是应用最广泛的一种设备,且占主导地位。而在换热器设计过程中,管板厚度设计计算比较复杂。本文的特点是在满足GB151—1999《管壳式换热器》标准要求的前提下,介绍一种快速简便估算管板厚度的计算公式,从而达到快速确定管板厚度的目的。关键词:换热器;管板;厚度计算

中图分类号:TQ051.5　　文献标识码:A　　文章编号:100427050(2004)0122　　在换热器管板设计中,按照GB151-1999《管

壳式换热器》进行管板厚度设计计算时,较复杂。,速简捷的计算方法。

t,mm2;

t=Θ

D

i

(3)

1单管程()固定管板式换热器管板,管板周边布管区较窄(管板周边布管区无量纲宽度k≤1.0),假定管板厚度为 ,管子加强系数为K,则

K=1.318

2

式中:Θ—管板布管区的当量直径与壳程圆筒内t—径之比。

对单管程换热器,三角形排列时:

2

(4)At=0.866nS

na=nΠ t(d- t)

换热器管板设计计算

管析是管壳式换热器的主要部件。管板的设计是否合理对确保换热器的安全运行、节约金属材料，降低制造成本是至关重要的。在此采用GB151标准中管板计算方法来设计计算管板。

（1）管板采用延长部分兼作法兰的管板形式。结构如图2.2所示，

图2-2 管板结构图

结构尺寸数据列表2－6：

表2-6 管板结构尺寸 mm DN D D1 D2 D3 D4 D5 C d2 螺柱（栓） bf b 规格 数量 600 730 690 655 597 642 600 12.5 23 （2）计算

A——壳程圆筒内直径横截面积，mm2；

M20 32 25 35 A??Di24?0.785?8002?502654.8mm2

?s——壳程圆筒的厚度，mm；

As——圆筒壳壁金属横截面积，mm2；

As???s(Di??s)?3.14?8?(800?8)?20307.3mm2

?t——换热管壁厚，mm；

a——单根换热管管壁金属横截面积，mm2；

a???t(do??t)?3.14?2.5?(25?2.5)?176.6mm2

na?220?176.6?38857.5

筏板底板的设计荷载的计算方法

（回复 21 | 人气 1530）

一、地下水位、地下水压

通常地质报告中提供了两个设计水位，一个是抗浮水位，一个是最高水位或设防水位，前者是确定整体建筑抗浮稳定性验算的水压，依据DBJ 15-31-2003建筑地基基础设计设计规范（广东省）第5.2.1条

地下室抗浮稳定性验算应满足下式：

W/F≥1.05

其中：F—地下水浮力，此时不须要考虑水浮托力作用的荷载分项系数，水的重度为1000kg/m3 (10KN/M3) F=10×H (H-按照抗浮水位确定的水头)

W—地下室自重及其上作用的永久荷载标准值的总和

（其标准值意义在于此时不须乘以0.9的荷载分项系数） 用最高水位或者设防水位，确定地下室底板及外墙构件时，在地下水作用下应有足够的强度和刚度，并满足构件的裂缝宽度控制要求。 另外DBJ15-31-2003在地下水作用的章节提出，如果岩土工程勘察报告中没有提供地下水的最高水位时(或者最高水位高于室外地坪标高时)，地下水设防水位可取建筑的室外地坪标高。

此时，作用于地下室底板和地下室外墙水压力，是依据以上的两个设计水位为依据。 此时，作用于地下室底板上的地下水压力：

1、水位不急剧变

独立基础+防水板计算方法

在独立基础加防水板设计中,有些设计者将独立基础和防水板作为两个不相干的构件分别计算,忽略了水浮力作用下防水板对独立基础内力的影响。也有些设计者将其按一个完全的整体按变厚度筏板设计,造成板配筋复杂不经济造价高。而比较经济合理的独立基础加防水板设计,应结合合理的构造作法,考虑独立基础和防水板的协调工作,采取符合力学模型的设计方法。

2构造要求及受力特点 2.1构造要求

(1)假设独立基础基底反力为直线分布,独基台阶的高宽比小于或等于2.5。 (2)防水板下需设置软垫层(图1),以使防水板只抵抗水浮力不能承受地基反力。软垫层一般采用厚度不小于20mm的聚苯板。 2.2受力特点

(1)独立基础承受全部结构荷载,并考虑水浮力作用下防水板的影响。

(2)防水板只承受防水板自重及上覆土重qa和地下水浮力qw,不考虑地基反力作用。 (3)随地下水浮力大小的变化,防水板受到的荷载也在变化,对独立基础产生的影响也在变化。当qw≤qa时,防水板上的荷载直接传到地基上,可认为防水板对独立基础的计算没影响,当qw>qa时,防水板在水浮力作用下对独立基础产生附加弯矩和剪力。 3内力及配筋

独立基础+防水板计算方法

在独立基础加防水板设计中,有些设计者将独立基础和防水板作为两个不相干的构件分别计算,忽略了水浮力作用下防水板对独立基础内力的影响。也有些设计者将其按一个完全的整体按变厚度筏板设计,造成板配筋复杂不经济造价高。而比较经济合理的独立基础加防水板设计,应结合合理的构造作法,考虑独立基础和防水板的协调工作,采取符合力学模型的设计方法。

2构造要求及受力特点 2.1构造要求

(1)假设独立基础基底反力为直线分布,独基台阶的高宽比小于或等于2.5。 (2)防水板下需设置软垫层(图1),以使防水板只抵抗水浮力不能承受地基反力。软垫层一般采用厚度不小于20mm的聚苯板。 2.2受力特点

(1)独立基础承受全部结构荷载,并考虑水浮力作用下防水板的影响。

(2)防水板只承受防水板自重及上覆土重qa和地下水浮力qw,不考虑地基反力作用。 (3)随地下水浮力大小的变化,防水板受到的荷载也在变化,对独立基础产生的影响也在变化。当qw≤qa时,防水板上的荷载直接传到地基上,可认为防水板对独立基础的计算没影响,当qw>qa时,防水板在水浮力作用下对独立基础产生附加弯矩和剪力。 3内力及配筋

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固定板管式换热器

设 计 说 明书

系别： 班级： 姓名： 学号：

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一、 设计任务和设计条件

某炼油厂拟用原有在列管式换热器中回收柴油的热量。已知原油 流量为40000kg/h，进口温度70℃，要求其出口温度不高于110℃；柴油流量为30000kg/h，进口温度为175℃。设计一适当型号的换热器，已知物性数据：

二、 确定设计方案 ① 初选换热器的规格

当不计热损失时，换热器的热负荷为：

Q=WCcpc(t2 t1)=40000/3600×2.2×10³×(110-70)=9.8×105W 逆流过程如图所示：

T2125℃ T1175℃

t170℃ t2110℃ 逆流平均温度差：

tm=

(175 110) (125 70)

59.8℃

175 110ln

125 70

175 125

1.25

110 70110 70 P= 0.381

清洁验证残留限度的计算

根据GMP实施指南和相关要求，我们控制原料药（乙酰螺旋霉素）残留限度的计算依据如下：

计算方法：10ppm法、日剂量的千分之一、下批批量的0.1%（基于低毒性原料的杂质限度标准）

1、10ppm法：乙酰螺旋霉素批量为260kg，因残留物浓度最高为10*10-6，即10mg/kg，则残留物总量最大为：260*10*10-6=2600mg。则设备内表面残留物允许的限度为：

2600g?1000?100cm2?10%（保险系数）?70%（取样回收率） 残留限量A? 289.7m?10000＝20.31㎎/100㎝2

残留限度定为：20.31㎎/100㎝2/25ml=0.8124mg/ml

2、日剂量的千分之一：由于原料药生产清洁后用于生产药用辅料（醋酸钠），其为无活性物质，因此暂无法用此公式计算。

3、下批批量的0.1%（基于低毒性原料的杂质限度标准）

原料药（乙酰螺旋霉素）的最小批产量为260㎏，下批批量的0.1%，则乙酰螺旋霉素最大残留物为260g。

擦拭测试：擦拭面积以10㎝×10㎝的区域计 残留限量A?260g?1000?100cm2?10%（保险系数）?70%（取样回收率） 289.7m?10

管道的设计计算——管径和管壁厚度(精)

管道的设计计算——管径和管壁厚度

空压机是通过管路、阀门等和其它设备构成一个完整的系统。管道的设计计算和安装不当，将会影响整个系统的经济性及工作的可靠性，甚至会带来严重的破坏性事故。

A.管内径：管道内径可按预先选取的气体流速由下式求得：

=i d 8.1821

??

? ??u q v 式中，i d 为管道内径（mm ）；v q 为气体容积流量（h m 3）；u 为管内气体平均流速（s m ），下表中给出压缩空气的平均流速取值范围。 管内平均流速推荐值

1m 内的管路或管路附件——冷却器、净化设备、压力容器等的进出口处，有安装尺寸的限制，可适当提高瞬间气体流速。

例1：2台WJF-1.5/30及2台H-6S 型空压机共同使用一根排气管路，计算此排气管路内径。

已知WJF-1.5/30型空压机排气量为1.5 m 3/min 排气压力为3.0 MPa

已知H-6S 型空压机排气量为0.6 m 3/min 排气压力为3.0 MPa

4台空压机合计排气量v q ＝1.5×2+0.6×2＝4.2 m 3/min ＝252 m 3/h

如上表所示u=6 m/

电路板厂的镀铜厚度计算 很多人都不知道电路板厂的镀铜厚度要怎么计算，下面就让我来告诉你们公式是怎么样的吧！ 时时刻刻都在用，再普通不过了，但大家有没有想过这个计算方法是如何而来的，这个神奇的系数是什么意思？跟镀铜厚度有什么关系？下面我将当时“拨开云雾见明日”的喜悦与大家分享： 解题思路：万变不离其宗，我们还是先看推理出的厚度计算公式，从厚度公式中找答案：

想知道镀层厚度h（公式5），关键要知道其质量“m”（公式4），求质量“m”可以先算出单个铜原子质量（公式3），再算出总铜原子数量（公式2）相乘得出，总铜原子数量又可由总电量（公式1）求得，具体如下：

◆

ASF表示密度，T表示电镀时间，S表示电镀面积，则该时间内通过板子的总电量Q如下：

Q=ASF×T×S (1)

(注：电荷的数量叫电量，用符号Q表示，单位是库仑，符号C，一个电子的电量

◆ 阴级电镀铜化学反应方程式为：=Cu，即为产生一个Cu原子，需消耗电量，当总电量为Q时，则产

生的总Cu原子数量“B”为： B=Q/2e(2)

◆ 单个铜原子质量计算公式为：

mcu=M/NA

(3)

M：Cu的摩尔质量，63.5g。1摩尔（mo

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化学工程基础课程设计

设计题目：管壳式换热器(固定管板式) 学生姓名: X X X

专业班级: 1０01

学号:１115０20126

指导教师：

西安科技大学化学与化工学院

2013年1月14日

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管壳式换热器设计任务书

一、设计目的

培养学生综合运用本门课程及有关选修课程基础理论和基本知识去完成换热单元操作设备设计任务的实践能力

二、设计目标

设计的设备必须在技术上是可行的，经济上是合理的,操作上是安全的，环境上是友好的

三、设计题目

管壳式换热器设计——固定管板式 ?四、设计任务及操作条件? 1. 设计任务

设备型式:管壳式换热器 ——固定管板式

处理任务：物 料:原油 处理量 4900ｋg/ｈ

2． 操作条件

（1）热流体(原油)：入口温度１40℃; 出口温度4０℃

（2）冷却介质:水(入口30℃,出口４0℃）

（3)允许压降:不大于0.1MPa

（４）物性数据

原油定性温度下的物性数据

()()

C m W C

kg kJ c s

Pa m kg o o o po o o ?=?=??==-/128.0/2.2100.3/81533

λμρ导热系数定压比热容粘度密度

水的定性温度35℃下的物性数据：

)

(10725.0)

/(626.0)

/(08.4)

/(994