毕业设计-换热器设计模版.doc

一、 设计参数过热蒸汽压力P1：0.35Mpa；入口温度T1：250；出口温度T2：138.89（查水和水蒸汽热力性质图表P11）；传热量Q：375400kJ/h。冷却水压力P2：0.7MPa；入口温度t1：70；出口温度t2（）；水流量m2：45320kg/h。水蒸汽走管程，设计温度定为300，工作压力为0.35Mpa（绝压）；冷却水走壳程，设计温度定位100，工作压力为0.9Mpa（绝压）。二、 工艺计算1.根据给定的工艺条件进行热量衡算查水和水蒸汽热力性质图表得0.3MPa，140，2738.79kJ/kg 250，2967.88 kJ/kg0.4MPa, 150，2752.00 kJ/kg 250，2964.50 kJ/kg采用插值法得到：0.35MPa水蒸汽从138.89到250的焓变为：234.6 kJ/kg由表得70时水的比热为4.187（【1】化工原理P525页）平均温度平均温度2. 管程、壳程流体的物性参数0.35MPa，194.45时水蒸汽的物性参数：（【2】水和水蒸汽热力性质图表P62，【3】化工原理P525页）0.3MPa 190 比容0.7009【2】，0.3MPa 200 比容0.71635【2】，0.4MPa 190 比容0.52182【2】，0.4MPa 200 比容0.53426【2】，由插值法得得：0.35MPa，194.45时水蒸汽的比容为0.617566所以0.35MPa，194.45时水蒸汽的密度为1.6193190 粘度0.144mPa/s，导热系数1.065，比热容4.459 【3】200 粘度0.136mPa/s，导热系数1.076，比热容4.505【3】得：194.45时密度，粘度，导热系数；比热容0.7MPa，70.99时水的物性参数：（【4】化工原理P525页）70 密度977.8，粘度0.406mPa/s，导热系数0.668，比热容4.187480 密度971.8，粘度0.355mPa/s，导热系数0.675，比热容4.1954得：70.99时密度，粘度，导热系数；比热容3.初定换热器尺寸已知传热量Q传热温差： =114.95（对错流、折流，要修正，）然后查图求得5（【5】热交换原理与设计P296）。假定K=756 （【6】热交换原理与设计P286），则再估算管内流通截面： 假定7，（【7】化工原理P199页）再算管子个数：可得，取n=105根求管子长度： ，取8，（【8】GB151-1999）由管子长度定管程数N=1 （1.5，2.0，3.0，6）？估算壳体直径（内径）GB151-1999中规定的标准尺寸有：159、218、273、325、400、500、600、700、800、900、1000等。所以将D圆整到D0=400mm，取壁厚10mm，则Di=380mmn=105根 在46之间，符合要求。9，（【9】GB151 P25）排管后得到实际管子数下的流通截面：实际换热面积：四、传热系数的计算管内流体给热系数流速 雷诺数 ，流体处于过渡流，对流传热系数可先用湍流时的公式计算，然后把算得的结果乘以修正系数10（【10】化工原理姚玉英 P250、P254）计算给热系数 管外流体给热系数当量直径：A无折流板，流体平行于管子流动时 B有折流板正三角形排列时 这里换热管外径为25mm,故拉杆直径选16mm,管壳直径为400mm,根据GB151的规定，拉杆数为411（【11】GB151 P77）。管间流通截面：无折流板时 有折流板时 h折流板间距，为（0.51）Di，取h=220mm流速 流速太小，需要加折流板。雷诺数 给热系数：总传热系数K管内壁的污垢热阻，取12 （【12】化工原理姚玉英 P385）管外壁的污垢热阻，取13 （【13】化工原理姚玉英 P384） b 管壁厚度0.005m 管材导热系数为47.2714 （【13】化工原理姚玉英 P362）管子平均直径传热面积五、阻力计算1管内阻力损失式中：摩擦系数，对于Ft结垢影响因数，对Np管程数Ns串联壳体数2管间阻力损失无折流板，流体沿轴线方向流动式中：摩擦系数，Np壳程数管间流体流速当量直径，有折流板式中：F管子排列的校正因数