化工原理课程设计换热器课程设计Excel.xls

化化工工原原理理课课程程设设计计 2 2 设计计算 2 1确定设计方案 2 1 1选择换热器的类型 两流体温度变化情况 热流体进口温度70oC 出口温度40oC 冷流体 循环水 进口温度20oC 出口温度28oC 该换热器用循环冷却水冷却 冬季操作时进口温度会降低 考虑到这一因 数 估计该换热器的管壁温和壳体壁温之差较大 因此初步确定选用带膨胀节的固定管板式换热器 2 1 2流动空间及流速确定 由于循环冷却水交易结垢 为便于水垢清洗 应使用循环水走管程 油品走壳程 选用 25 2 5的碳钢管 管内流速取1 2m s 类别温度 温度 T t 传热类项 乙苯904050顺流 水25327逆流 2 2确定物性数据3 3 换热器核算 类别乙苯水3 1热量核算 比热容Cp kJ kg 2 034 175 1 管程对流传热系数 密度 kg m3846996管程流体截面积Si m2 导热系数 W m 0 120 615管程流体流速 i m s 黏度 Pa s0 000450 0008313管程流体雷诺数Rei 质量流量W Kg h30000104191 6168普兰特准数Pr 热流量Q KW845 8333333ai W m2 体积流量Vs m3 s0 009850276 0 029058349 2 壳程对流传热系数 2 3计算总传热系数K壳程流通截面积So m2 管程流体雷诺数Re28754 96211壳程流体流速 o m s 管程传热系数 i W m2 5213 853855当量直径de m 壳程传热系数 o W m2 850850 1494257壳程流体雷诺数Reo 污垢热阻Rsi m2 W0 00034394普兰特准数Pr 污垢热阻Rso m2 W0 00017197ao W m2 管壁导热系数 W m 45 3 传热系数K 总传热系数K W m2 480 8062466K W m2 2 4计算传热面积 4 传热面积S 传热面积S m255 32852496传热面积S m2 考虑20 的面积裕度S m266 39422996实际传热面积Sp m2 2 5工艺结构尺寸面积裕度H 2 5 1管径和管内流速 选管规格 25 2 5 内径di mm0 02 外径do mm0 025 均径dm mm0 0225 壁厚b mm0 0025 流速 m s1 2 2 5 2管程数和传热管数 理论单程传热管数77 11876105 实际单程传热管数ns784 4 换热器主要结构尺寸和计算结果 所需传热总管长L总 m845 7863689换热器型式 每根管长L m6换热面积 m2 管程Np1 8072358312工艺参数 传热管总根数N156类别 2 5 3平均传热温差校正及壳程数物料名称 P0 107692308操作压力 MPa R7 142857143操作温度 温度差校正系数 t0 96单壳程二管程流量 kg h 平均传热温差 tm 30 52367604流体密度 kg m3 2 5 4传热管排列和分程方法流速 m s 管心距t 1 25do mm31 25320 032传热量 KW 横过管束中心线的管数nc14 8630952415总传热系数 W m2 2 5 5壳体内径对流传热系数 W m2 壳体内径D mm498 04937825500 55污垢系数 m2 W 2 5 6折流板压强降 Pa 切去的圆缺高度h mm137 5150程数 折流板间距B 0 3D mm1652000 2管数 折流挡板数NB29排列方式 2 5 7接管折流板型式 接管内油品流速 m s2折流板间距 mm 壳程流体进出口接管内径 m0 079208971推荐使用材料 取标准管径 mm80管子规格 接管内循环水流速 m s3管长 m 管程流体进出口接管内径 m0 111081059管间距 mm 取标准管径 mm110壳体内径 mm 切口高度 mm 已已知知值值 计计算算值值 查查表表值值 假假设设值值 t1 t2 tm 65827 20834207 实实际际情情况况选选用用值值 581531 79549588 3 2压强降核算 1 管程压强降 0 024492管程结垢后校正因数Ft1 4 1 186442478 管程数Np2 28430 09041 串联的壳程数Ns1 5 643378049 管程流通面积Ai m20 024492 5166 675745 管程流体流速 i m s1 186442478 Rei28430 09041 0 0240625管壁绝对粗糙度 mm0 1 0 409362111 管壁相对粗糙度 di0 005 0 020186446 查莫狄图得管壁摩擦系数 0 033 15535 50427 P1 Pa6939 975092 7 6125 P2 Pa2103 022755 850 1494257 Pi Pa25320 3939735000合格 2 壳程压强降 480 3484038 壳程结垢后校正因数Fs1 15 管子正三角形排列F0 5 57 68881375 横过管束中心线的管子数nc15 65 74689折流挡板间距B m0 2 13 97 折流挡板数NB29 壳体内径D m0 55 壳程流通面积Ao m20 035 按流通截面积Ao计算流速 o m s0 281436452 Reo13227 51323 壳程流体摩擦系数fo0 574477434 P1 Pa4330 684567 P2 Pa2694 053479 Po Pa8078 44875435000合格 固定管板式 65 7 化化工工原原理理课课程程设设计计 两流体温度变化情况 热流体进口温度70oC 出口温度40oC 冷流体 循环水 进口温度20oC 出口温度28oC 该换热器用循环冷却水冷却 冬季操作时进口温度会降低 考虑到这一因 数 估计该换热器的管壁温和壳体壁温之差较大 因此初步确定选用带膨胀节的固定管板式换热器 由于循环冷却水交易结垢 为便于水垢清洗 应使用循环水走管程 油品走壳程 选用 25 2 5的碳钢管 管内流速取1 2m s 4 4 换热器主要结构尺寸和计算结果 换热器型式 换热面积 m2 管程壳程 循环水乙苯 常压常压 20 2870 40 104191 6230000 996 0846 1 190 28 845 83 480 35 5166 68850 15 0 0003440 000172 25320 398078 45 21 156 正三角形 上下 200 碳钢碳钢 选管规格 25 2 5 6 32 550 150 工艺参数 类别 物料名称 操作压力 MP