哈工程课程设计换热器设计课设答辩ppt.ppt

冷却器设计 姓名吕蒙学号2010151225 热力计算水力计算 原始数据 冷端进口温度21 冷端出口温度41 热端进口温度76 热端出口温度41 管内外工作压力均为0 1Mpa 换热器热力计算由市场上已有的换热器各种参数 经过反复调整 换热器效率 0 98 对于传热系数确定 在参考值500 1200之间 传热系数越大 换热效率越高Ko 1180 换热面积F 28 3632 工质选择 管内自来水 管外蒸馏水原因 自来水离子含量多 易于结垢 管内易清洗 故在管内流动 热水与冷水采用逆流 顺流混合 优点 热利用率高缺点 热端材料需耐热 换热强度不高 换热面大 如何解决 管程与壳程换热换热器管F16 1 5管长4500mm材料 1Cr18Ni9Ti优点 单位体积传热面大 结构紧凑 金属耗材少 弥补了逆流换热的不足 材料特性适用于常压与不太高的温度鉴于管板 法兰 密封端造价较高 适当的长管比较经济 但过长则需考虑稳定性 强度 总管子数Nt 126 Nc 13 均向上取整后 进出口管口水平布置不利于管程流体的均匀分布 使部分传热管不能很好发挥作用 故采用竖直布置 壳体内径325mm 全长5051mm材料 15CrMo对应壁厚10mm材料特性适用于常压与不太高的温度理论计算壳径Ds 328mm 管束外沿与壳体有2 Do的余量 根据GB实际可取Ds 325mm L Ds 13 8462 当壳径比超过6 10时 可考虑多管程 设计采取双管程排布 8 9 10 11 12 13 13 12 11 10 9 8全部排满 使得管子的利用率最大 且节约了成本 排管形式为等边三角形 适用于不生污垢或可用化学清洗污垢以及允许压降较高的工况 折流板折流板的圆缺切口和板间距大小是影响传热和压降的两个最重要因素 间距过大 搅浑效果差 不利于传热 过小 不利于维修和制造 流动阻力大 经验表明最佳间距约为Ds 3 圆缺高度和大小的确定鉴于热水 76 与冷水 41 的温度较低 可看作无相变 推荐h 20 Ds 切口为水平切口 折流板数nB 40 向下取整 通过计算管程流速w2 1 0315m s管程雷诺数Re2 17090由D B公式 Nu2 0 023 Re2 0 8 Pr2 0 4 109 0010D B公式适用于中等温差 不超过20 30摄氏度 Re2 10000 120000Pr2 0 7 120 L d大于60由管程热力计算 显然满足D B公式应用范围h2 5169 4w m2 壳程流速w1 0 5292m s壳程雷诺数Re1 39681由如卡乌斯卡斯公式可知 雷诺数在1000 200000范围内Nu1 304 5157h1 12185w m2 冷却水 自来水 侧污垢热阻r2 0 000086m2 W热水 蒸馏水 侧污垢热阻r1 0 000172m2 W管壁热阻r3 0 000083056m2 W说明管壁热阻不能忽略 总传热热阻Rt 1 h1 r1 r2 do di 1 h1 do di do 2 K ln do di Ki 1 Rt 1426 7Ki ko 1426 7 1180 1 209与参考值的1 1 1 2的偏差不到1 可以认为Ki基本符合设计要求 若要进一步求证 可通过相关实验加以验证 管程流速w2 1 0315m s壳程流速w1 0 5292m s符合循环水标准 即冷却水w2在1 0 1 5之间热水w1在0 5 1 0之间至此 所有热力计算部分主要参数均在设计标准之内 换热器水力计算管程压降deltaP2 23286Pa壳程压降delta