办公文档-列管换热器设计示例（word）可编辑.doc

膄芅蚄螁袄肈薀螀羆芃蒆螀聿肆莂衿螈节芈袈袀肅薆袇肃芀薂袆膅膃蒈袅袅莈莄袄羇膁蚃袄聿莇蕿羃膂腿蒅羂袁莅莁薈羄膈芇薈膆莃蚆薇袆芆薂薆羈蒁蒈薅肀芄莃薄膃肇蚂薃袂芃薈蚂羅肅蒄蚂肇芁莀蚁螆肄莆蚀罿荿蚅虿肁膂薁蚈膃莇蒇蚇袃膀莃蚆羅莆艿螆肈腿薇螅螇莄蒃螄羀膇葿螃肂蒂莅螂膄芅蚄螁袄肈薀螀羆芃蒆螀聿肆莂衿螈节芈袈袀肅薆袇肃芀薂袆膅膃蒈袅袅莈莄袄羇膁蚃袄聿莇蕿羃膂腿蒅羂袁莅莁薈羄膈芇薈膆莃蚆薇袆芆薂薆羈蒁蒈薅肀芄莃薄膃肇蚂薃袂芃薈蚂羅肅蒄蚂肇芁莀蚁螆肄莆蚀罿荿蚅虿肁膂薁蚈膃莇蒇蚇袃膀莃蚆羅莆艿螆肈腿薇螅螇莄蒃螄羀膇葿螃肂蒂莅螂膄芅蚄螁袄肈薀螀羆芃蒆螀聿肆莂衿螈节芈袈袀肅薆袇肃芀薂袆膅膃蒈袅袅莈莄袄羇膁蚃袄聿莇蕿羃膂腿蒅羂袁莅莁薈羄膈芇薈膆莃蚆薇袆芆薂薆羈蒁蒈薅肀芄莃薄膃肇蚂薃袂芃薈蚂羅肅蒄蚂肇芁莀蚁螆肄莆蚀罿荿蚅虿肁膂薁蚈膃莇蒇蚇袃膀莃蚆羅莆艿螆肈腿薇螅螇莄蒃螄羀膇葿螃肂蒂莅螂膄芅蚄螁袄肈薀螀羆芃蒆螀聿肆莂衿螈节芈袈袀肅薆袇肃芀薂袆膅膃蒈袅袅莈莄袄羇膁蚃袄聿莇蕿羃膂腿蒅羂袁莅莁薈羄膈芇薈膆莃蚆薇袆芆薂薆羈蒁蒈薅肀芄莃薄膃肇蚂薃袂芃薈蚂羅肅蒄蚂肇芁莀蚁螆肄莆蚀罿荿蚅虿肁膂薁蚈膃莇蒇蚇袃膀莃蚆羅莆艿螆肈腿薇 列管换热器设计示例2.4 列管换热器设计举出例子 某生产过程中，需将6000 kg/h的油从140冷却至40，压力为0.3MPa；冷却介质接纳轮回水，轮回冷却水的压力为0.4MPa，轮回水进口温度30，出口温度为40。试设计一台列管式换热器，完成该生产任务。 1确定设计方案 （1）选择换热器的类型 两流身体的温度度变化情况：热流体进口温度140，出口温度40冷流体(轮回水)进口温度30，出口温度40。该换热器用轮回冷却水冷却，冬季操作时进口温度会降低，考虑到这一因素，预计该换热器的管壁温文壳体壁温之差较大，是以初步确定选用带膨胀节的固定管板式式换热器。 （2）流动空间及流速简直定 由于轮回冷却水较易结垢，为易于水垢洗濯，应使轮回水走管程，油品走壳程。选用252.5的碳钢管，管内流速取ui=0.5m/。 2确定物性数据 定性温度：可取流体进口温度的均等值。 壳程油的定性温度为 () 管程流体的定性温度为 () 根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。 油在90下的有关物性数据如次： 密度 o=825 kg/m3 定压比热容 cpo=2.22 kJ/(kg) 导热系数 o=0.140 W/(m) 粘度 o=0.000715 Pas 轮回冷却水在35下的物性数据： 密度 i=994 kg/m3 定压比热容 cpi=4.08 kJ/(kg) 导热系数 i=0.626 W/(m) 粘度 i=0.000725 Pas 3计较总传热系数 （1）热流量 Qo=Wocpoto=60002.22(140-40)=1.32106kJ/h=366.7(kW) （2）均等传热温差 () （3）冷却水用量 (kg/h) （4）总传热系数K 管程传热系数 W/(m) 壳程传热系数 假定壳程的传热系数o=290 W/(m2)； 污痕热阻Rsi=0.000344 m2/W , Rso=0.000172 m2/W 管壁的导热系数=45 W/(m) =219.5 W/(m) 4计较传热平面或物体表面的大 (m2) 考虑 15的平面或物体表面的大裕度，S=1.15S=1.1542.8=49.2(m2)。 5工艺结构尺寸 （1）管径和管内流速 选用252.5传热管(碳钢)，取管内流速ui=0.5m/s。 （2）管程数和传热管数 依据传热管内径和流速确订单程传热管数 按单程管计较，所需的传热管长度为 (m) 按单管程设计，传热管太长，宜接纳多管程结构。现取传热管长L=6m，则该换热器管程数为 (管程) 传热管总根数 N=582=116(根) （3）均等传热温差勘正及壳程数 均等传热温差勘正系数 第2章 换热器设计 按单壳程，双管程结构，温差勘正系数应查有关图表。但R=10的点在图上难以读出，故而相应以1/R取代R，PR取代P，查同一图线，可得t=0.82 均等传热温差tm=ttm=0.8239=32() （4）传热管摆列和分程方法 接纳组合摆列法，即每程内均按正三角学形摆列，隔板两侧接纳正方摆列。取管心距t=1.25 d0，则 t=1.2525=31.2532(mm) 横过管束中心线的管数 (根) （5）壳体内径 接纳多管程结构，取管板哄骗率0.7，则壳体内径为 (mm) 圆整可取D450mm （6）折流板 接纳弓形折流板，取弓形折流板圆缺高度为壳体内径的25，则切去的圆缺高度为h0.25450112.5(mm)，故可取h110 mm。 取折流板间距B0.3D，则B0.3450135(mm)，可取B为150。 折流板数 NB=传热管长/折流板间距-1=6000/150-1=39(块) 折流板圆缺面水平装配。 （7）接受 壳程流体出进口接受：取接受内油品流速为 u1.0 m/s，则接受内径为 取尺度管径为50 mm。 管程流体出进口接受：取接受内轮回流水速 u1.5 m/s，则接受内径为 6换热器核计 （1）热能核计 壳程对于流传热系数 对于圆缺形折流板，可接纳凯恩公式 当量直径，由正三角学形摆列得 (m) 壳程流通剖平面或物体表面的大 (m) 壳程流体流速及其雷诺数分别为 普兰特准数 粘度勘正 W/(m2) 管程对于流传热系数 管程流通剖平面或物体表面的大 (m2) 管程流体流速 普兰特准数 W/(m2) 传热系数K =310.2 W/(m) 传热平面或物体表面的大S (m2) 该换热器的现实传热平面或物体表面的大Sp ( m2) 该换热器的平面或物体表面的大裕度为 传热平面或物体表面的大裕度适合，该换热器可以或许完成生产任务。 （2）换热器内流体的流动阻力 管程流动列管式换热器设计阻力 Pi=(P1+P2)FtNsNp Ns=1, Np=2, Ft=1.5 由Re13628，传热管相对粗糙度0.01/200.005，查莫狄图得i0.037 W/m， 流速ui0.497 m/s，994 kg/m3，所以 管程流动阻力在许可规模之内。 壳程阻力 Po=(P1+P2)FtNs Nsl，Ftl 流体流经管束的阻力 流体流过折流板豁口的阻力 总阻力Po1202636.21838.2(Pa)10 kPa 壳程流动阻力也比较相宜。 换热器主要结构尺寸和计较成果 换热器主要结构尺寸和计较成果见表2-13。 表2-13换热器主要结构尺寸和计较成果 换热器情势：固定管板式 管口表 换热平面或物体表面的大（m2）:48 符号 尺寸 用途 连接型式 工艺参量 a DN80 轮回水进口 平面 名称 管程 壳程 b DN80 轮回水出口 平面 物料名称 轮回水 油 c DN50 油品进口 凹凸面 操作压力，MPa 0.4 0.3 d DN50 油品出口 凹凸面 操作温度， 29/39 140/40 e DN20 排气口 凹凸面 流量，kg/h 32353 6000 f DN20 放净口 凹凸面 流体密度，kg/m3 994 825 附图 流速，m/s 0.497 0.137 传热能，kW 366.7 总传热系数，W/m2K 310.2 传热系数，W/m2K 2721 476 污痕系数，m2K/W 0.000344 0.000172 阻力降，MPa 0.00173 0.00184 程数 2 1 保举使用质料 碳钢 碳钢 管子规格 252.5 管数116 管长mm:6000 管间距，mm 32 摆列方式 正三角学形 折流板型式 上下 间距，mm 150 切口高度25% 壳体内径，mm 450 保暖层厚度，mm 膇膀螇羆膇莂薀袂膆蒅袅螈膅薇蚈肆膄芇蒁羂膃荿蚆袈节蒁葿螄芁膁蚄蚀芁芃蒇聿芀蒅蚃羅艿薈薅袁芈芇螁螇芇莀薄肆芆蒂蝿羂莅薄薂袈莅芄螈螄羁莆薀蚀羀蕿袆肈罿芈虿羄羈莁袄袀羈蒃蚇螆羇薅蒀肅肆芅蚅羁肅莇蒈袇肄葿蚄袃肃艿蒆蝿肃莁螂肇肂蒄薅羃肁薆螀衿肀芆薃螅腿莈螈蚁膈蒀薁羀膇膀螇羆膇莂薀袂膆蒅袅螈膅薇蚈肆膄芇蒁羂膃荿蚆袈节蒁葿螄芁膁蚄蚀芁芃蒇聿芀蒅蚃羅艿薈薅袁芈芇螁螇芇莀薄肆芆蒂蝿羂莅薄薂袈莅芄螈螄羁莆薀蚀羀蕿袆肈罿芈虿羄羈莁袄袀羈蒃蚇螆羇薅蒀肅肆芅蚅羁肅莇蒈袇肄葿蚄袃肃艿蒆蝿肃莁螂肇肂蒄薅羃肁薆螀衿肀芆薃螅腿莈螈蚁膈蒀薁羀膇膀螇羆膇莂薀袂膆蒅袅螈膅薇蚈肆膄芇蒁羂膃荿蚆袈节蒁葿螄芁膁蚄蚀芁芃蒇聿芀蒅蚃羅艿薈薅袁芈芇螁螇芇莀薄肆芆蒂蝿羂莅薄薂袈