本发明专利技术涉及热交换器设计技术领域，具体公开了一种热交换器管板布管计算方法，包括：步骤一、确定换热管的排列形式，获取热交换器的基础数据；步骤二、计算管板布管限定圆横直径能布管的数量；通过管板布管限定圆横直径将管板分成上、下相等的两部分，得到管板上部分能布管的数量；如果管板下部分换热管的布管与管板上部分换热管的布管相对称，则管板下部分能布管的数量等于管板上部分能布管的数量；如果不对称，则重新计算管板下部分能布管的数量；最后得到管板能布管的数量。采用本发明专利技术的技术方案涵盖换热管正三角形、转角正三角形、正方形、转角正方形等排列形式，能够快速且准确计算管板布管数量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及热交换器设计，特别涉及一种热交换器管板布管计算方法。
技术介绍
1、管壳式热交换器由于结构简单、可靠性高、制造成本较低、处理能力较大等优点，广泛应用在化工生产中承担热交换任务，是一种重要的单元设备。
2、在管壳式热交换器的设计过程中，管板布管数量是一个非常重要的数据，其结果直接决定一台热交换器的换热面积，同时又影响管板强度计算等多项设计计算，其数值必须准确。
3、然而在以往的设计工作中，通常采用人工计数的方式，如果热交换器直径比较大，管板布管计数工作不仅强度大，也容易出现失误造成漏计，给设计工作带来安全隐患。
4、为此，需要一种能够快速且准确计算管板布管数量的方法。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种热交换器管板布管计算方法，能够快速且准确计算管板布管数量。
2、为了解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：
3、一种热交换器管板布管计算方法，包括如下内容：
4、步骤一、确定换热管的排列形式，并获取热交换器的基础数据，基础数据包括：管板直径d、壳程圆筒内径di、布管限定圆直径dl、换热管外径d、换热管中心距s；
5、步骤二、根据换热管的排列形式，匹配相应的计算方式，先计算管板布管限定圆横直径能布管的数量md；通过管板布管限定圆横直径将管板分成上、下相等的两部分，再确定上半部分布管限定圆范围，能布管的层数tu，并累加每层能布管的数量mt，得到管板上部分能布管的数量mup；
>6、如果管板下部分换热管的布管与管板上部分换热管的布管相对称，则管板下部分能布管的数量mdown等于mup；7、如果管板下部分换热管的布管与管板上部分换热管的布管不对称，则通过确定下半部分布管限定圆范围内能布管的层数td，并累加每层能布管的数量mt，得到管板下部分能布管的数量mdown；
8、根据管板布管限定圆横直径能布管的数量md加上管板上部分能布管的数量mup和管板下部分能布管的数量mdown，得到管板能布管的数量m。
9、进一步，所述步骤一中，换热管的排列形式包括正三角形排列、转角正三角形排列、正方形排列和转角正方形排列。
10、进一步，所述步骤二具体包括：
11、s1、根据布管限定圆直径dl、换热管外径d、换热管中心距s，计算管板布管限定圆横直径能布管的数量md，跳转至s2；
12、s2、根据布管限定圆直径dl、换热管外径d、换热管中心距s，计算管板上部分布管限定圆范围内能布管的层数tu，跳转至s3；
13、s3、为管板上部分换热管的层数t，t取值范围为：1、2、3…tu-1、tu，管板上部分能布管的数量mup，每层能布管的数量mt，mt取值范围为：1、2、3…md-1、md，赋初值，跳转至s4；
14、s4、循环判断管板上部分换热管的第t层是否在管板上部分布管限定圆范围内能布管的层数tu内，如果在，跳转至s5，执行本循环操作，否则跳转至s12，结束循环并计算管板布管数量；
15、s5、将第t层能布管的数量mt赋值为mt-1，跳转至s6；
16、s6、循环判断管板上部分第t层能布管的数量是否超出上部分布管限定圆范围，如果超出，跳转至s7，否则跳转至s8结束循环；
17、s7、将第t层能布管的数量mt赋值为mt-2，跳转至s6；
18、s8、判断管板上部分第t层能布管的数量增加两个是否超出上部分布管限定圆范围，如果超出，跳转至s9，否则跳转至s10；
19、s9、累加第t层布管数量，即mup赋值为mup+mt，跳转至s11；
20、s10、将第t层布管数量mt赋值为mt+2，累加第t层布管数量，即mup赋值为mup+mt，跳转至s11；
21、s11、层数t加1，跳转至s4判断是否超出层数；
22、s12、计算管板布管数量。
23、进一步，所述步骤s1中，计算管板布管限定圆横直径能布管的数量md，公式如下：
24、正三角形排列：md＝[(dl-d)÷s]+1；
25、转角正三角形排列：
26、正方形排列：md＝[(dl-d)÷s]+1；
27、转角正方形排列：
28、其中，公式中中括号[]内的计算结果均取整数。
29、进一步，所述步骤s2中，计算管板上部分布管限定圆内能布管的层数tu，公式如下：
30、正三角形排列：
31、转角正三角形排列：
32、正方形排列：
33、转角正方形排列：
34、进一步，所述步骤s3中，将管板上部换热管的层数t赋值为1，管板上部分能布管的数量mup赋值为0，每层能布管的数量mt赋值为md。
35、进一步，所述步骤s6中，判断管板上部分第t层能布管的数量超出上部分布管限定圆范围的公式如下：
36、正三角形排列：
37、转角正三角形排列：
38、正方形排列：
39、转角正方形排列：
40、进一步，所述步骤s8中，判断管板上部分第t层能布管的数量增加两个后超出上部分布管限定圆范围的公式如下；
41、正三角形排列：
42、转角正三角形排列：
43、正方形排列：
44、转角正方形排列：
45、进一步，所述步骤s9中，将mup赋值为mup+mt；
46、s10中，先将mt赋值为mt+2，再将mup赋值为mup+mt。
47、进一步，所述步骤s12中，计算管板布管数量公式为：
48、m＝mup×2+md。
49、有益效果：本方案有效解决了单管程管板布管的计算问题，计算过程速度快，结果精确；本方案涵盖了gb151标准所述的换热管正三角形排列(30°)、转角正三角形排列(60°)、正方形排列(90°)、转角正方形排列(45°)等排列形式；本方案不仅适用于管壳式热交换器，还适用于有管板结构的其他热交换器；本方案不仅适用于单管程布管，在本方案布管计算方法的基础上，还可以通过增加弦、分程隔板线等条件，以适用于多管程布管；本方案的方法可以通过多种计算机语言实现，易于实现；使用本方案可以消除因计算误差或计数失误给热交换器设计计算造成的影响，提升了计算准确性，避免给设计工作带来安全隐患。
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【技术保护点】
1.一种热交换器管板布管计算方法，其特征在于，包括如下内容：
2.根据权利要求1所述的热交换器管板布管计算方法，其特征在于：所述步骤一中，换热管的排列形式包括正三角形排列、转角正三角形排列、正方形排列和转角正方形排列。
3.根据权利要求2所述的热交换器管板布管计算方法，其特征在于：所述步骤二具体包括：
4.根据权利要求3所述的热交换器管板布管计算方法，其特征在于：所述步骤S1中，计算管板布管限定圆横直径能布管的数量MD，公式如下：
5.根据权利要求4所述的热交换器管板布管计算方法，其特征在于：所述步骤S2中，计算管板上部分布管限定圆内能布管的层数TU，公式如下：
6.根据权利要求5所述的热交换器管板布管计算方法，其特征在于：所述步骤S3中，将管板上部换热管的层数T赋值为1，管板上部分能布管的数量MUP赋值为0，每层能布管的数量MT赋值为MD。
7.根据权利要求6所述的热交换器管板布管计算方法，其特征在于：所述步骤S6中，判断管板上部分第T层能布管的数量超出上部分布管限定圆范围的公式如下：
8.根据权利要求7所述的热交换器管板布管计算方法，其特征在于：所述步骤S8中，判断管板上部分第T层能布管的数量增加两个后超出上部分布管限定圆范围的公式如下；
9.根据权利要求8所述的热交换器管板布管计算方法，其特征在于：所述步骤S9中，将MUP赋值为MUP+MT；
10.根据权利要求9所述的热交换器管板布管计算方法，其特征在于：所述步骤S12中，计算管板布管数量公式为：
...
【技术特征摘要】
1.一种热交换器管板布管计算方法，其特征在于，包括如下内容：
2.根据权利要求1所述的热交换器管板布管计算方法，其特征在于：所述步骤一中，换热管的排列形式包括正三角形排列、转角正三角形排列、正方形排列和转角正方形排列。
3.根据权利要求2所述的热交换器管板布管计算方法，其特征在于：所述步骤二具体包括：
4.根据权利要求3所述的热交换器管板布管计算方法，其特征在于：所述步骤s1中，计算管板布管限定圆横直径能布管的数量md，公式如下：
5.根据权利要求4所述的热交换器管板布管计算方法，其特征在于：所述步骤s2中，计算管板上部分布管限定圆内能布管的层数tu，公式如下：
6.根据权利要求5所述的热交换器管板布管计算方法，其特征在于：...
【专利技术属性】
技术研发人员：张辉，袁春剑，柴蕊，许祥，闫振文，马少威，朱韦宗，
申请(专利权)人：四川正达凯新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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