管壳式换热器管板布管数量简易计算

点击：2141 日期：[ 2014-04-26 22:31:54 ]

摘要:　管壳式换热器设计工作中,管板上管孔数量是一个重要的设计数据,它是决定一台换热器的换热面积、管板的计算厚度、壳程壳体计算厚度等许多结果的一个重要参数,必须绝对准确。但计数是一项繁琐的工作。通过在布管限定园内作梯形图及简易公式推导,以简化这项繁琐的工作,提高设计工作效率,缩短设计周期。关　键　词:　管壳式换热器;管孔数量;梯形　　在管壳式换热器设计工作中,管板上管孔数量是一个非常重要的设计数据,它是决定一台换热器的换热面积、管板的计算厚度、壳程壳体计算厚度等许多结果的一个重要参数,必须绝对准确。然而在以往的设计工作中,因无计算公式只能在布管限定园内一个个去数。如果是直径比较大的换热器,换热管能达到近千根,数一次管孔数量甚至会叫人头晕眼花,不但工作强度大,也容易出现失误,造成漏计,为设计带来安全隐患[1],下面本文提供一个简便的计算方法来简化这项繁琐的工作。符号说明Ｎｘ—梯形图底上管孔数量; Ｎ—管板上总管孔数; Ｎｙ—梯形图高上管孔数量; Ｘ—ｘ轴轴线上管孔数量; ｎ1—梯形涵盖管孔数量; Ｙ—ｙ轴轴线上管孔数量; ｎ2—1/4布管区域内管孔数量(不包括Ｘ,Ｙ) 首先,需在管板上确定布管限定圆,根据ＧＢ151-1999《管壳式换热器》中规定按正三角形式转角正三角形排列(正方形或转角正方形不适用此方法),进行布管(如图1)布管完毕后,在布管区域内画一个梯形,尽量涵盖大部分的开孔,即可通过下列算式推导出梯形内管孔数量: ｎ1=Ｎｘ+2(Ｎｘ-1)+2(Ｎｘ-2)+2(Ｎｘ-3)+......+2Ｎ[ｘ-(Ｎｙ-1)/2 =Ｎｘ+2{(Ｎｘ-1)+(Ｎｘ-2)+(Ｎｘ-3)+......+[Ｎｘ-(Ｎｙ-1)/2]} =Ｎｘ+Ｎｘ(Ｎｙ-1)ｘ-2[1+2+3+......+(Ｎｙ-1)/2 =ＮｘＮｙ-2{[(Ｎｙ-1)/2+1](Ｎｙ-1)/2}/2 =ＮｘＮｙ-(Ｎｙ2-1)/4 即:ｎ1=ＮｘＮｙ-(Ｎｙ2-1)/4　　(Ｎｙ需取奇数) 由此公式即可算出梯形涵盖的管孔数量ｎ1,然后加上梯形外部与布管限定圆之间的管孔数量(数量很少,非常容易计数)即可得到1/4布管区域内管孔数量ｎ2。按下列公式可得出管板上全部管孔数量: Ｎ=4ｎ2+Ｘ+Ｙ-1　　(原点如果开设管孔只可计算一次) 　　采用这种方法计算换热管数量既简便又准确,可为设计工作节约大量得时间摆脱繁琐的工作。例题:一台1200ｍｍ直径的固定管换热器,其换热管间距为32ｍｍ,正三角形排列,求其管板管孔数量? 首先根据ＧＢ151—1999《管壳或换热器》5.6.3.3得出布管限定直径。ＤＬ=Ｄｉ-2ｂ3　　(ｂ3=ｄ/4=25/4=6.25≤8,取ｂ3=8) 得:ＤＬ=1200-16=1184(ｍｍ) 则管孔中心限定圆直径ＤＬ1=Ｄ2-ｄ=1184-25=1159(ｍｍ)换热管间距32ｍｍ,正三角形排列可作图如图2。在2中画如下梯形,可得:Ｘ=37;Ｙ=21;Ｎｘ=18;Ｎｙ=9 则:ｎ1=ＮｘＮｙ-(Ｎｙ2-1)/4=18×9-(92-1)/4=142(个) 再查出余下梯形与布管限定圆间没统计的管孔数46(与ｎ1相比数量很少)两者相加得: ｎ2=188则总管孔数: Ｎ=4ｎ2+Ｘ+Ｙ-1=809(个) 当前,随着石油化工行业的迅猛发展,化工设备的需用大量增加,设计部门的任务量也将越来越繁重。每个设计人员必须在日常工作中总结经验,简化繁琐工作,提高工作效率,缩短设计周期,才能满足建设单位尽早投入生产、产生效益的要求。

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