热交换器课程设计.doc

换热器设计 动力实1001 朱妍热交换器设计说明书姓名 学号 2013.01.0661.设计任务与条件条件热流体冷流体工质11号润滑油自来水进口温度10015出口温度4040流量10T/h工作压力10000Pa30000Pa2.设计计算2.1确定设计方案2.1.1确定热交换器类型该热交换器为水油换热器，管壁温度和壳体温度之差不很大，两流体均不易腐蚀、结垢且定性温度相差在50左右，所以初选带有膨胀节的固定板式热交换器。2.1.2流程的选择 根据设计要求，自来水较为容易结垢，压力较大，流量较大，应走管程；润滑油为被冷却流体，且粘度较大，流量较小，在壳程中容易达到湍流，增大换热系数，所以应走壳程。2.2确定物性数据管程润滑油定性温度为 查得物性参数如下： 壳程市政供水定性温度为 查得物性参数如下： 2.3估算传热面积2.3.1热流量2.3.2自来水流量2.3.2平均传热温差首先按纯逆流计算：2.3.3初算传热面积由水油换热，查表选取传热系数为，则估算传热面积为2.4工艺结构尺寸2.4.1管径和管内流速选用的碳钢传热管，由表2-1，取管内流速。2.4.2管程数和传热管数根据传热管内径和流速确定单程传热管数 ，取11 根。按单管程计算，所需传热管长度为按单管程计算，传热管过长，宜采用多管程结构，根据换热器规格标准，选取传热管长l为9m，则该换热器的管程数为则传热管总根数为442.4.3平均传热系数和壳程数按单壳双管程结构，查图得温差修正系数为，则平均传热温差为2.4.4传热管排列和分程方法采用组合排列法，即在每程内按正三角形排列，隔板两侧按正方型排列。查表得管间距为隔板中心到其最近一排管中心距离为2.4.5壳体直径取板管利用率为0.75，壳体内径为圆整到标准准可取2.4.6折流板采用弓形折流板，取弓形折流板圆缺高度为壳体内径的25%，则切去圆缺高度取折流板间距：圆整后，取折流板数目：2.4.7接管管程流体进出接管：取接管体内流速为，则接管内径为圆整后可取管内径为壳程流体进出口接管：取接管内流体流速为圆整后可取管内径为2.5热交换器校核2.5.1管程对流传热系数流通截面积流体流速流动属于湍流，计算管程对流传热系数2.5.2壳程对流传热系数管子按正三角形排列，传热当量直径为壳程流通面积为流体流速壳程对流传热系数2.5.3污垢热阻和管壁导热 取管内侧水的污垢热阻为外侧的油污热阻为，换热管壁厚为0.0025m，碳钢在该条件下的导热率为2.5.4总传热系数2.5.5传热面积校核热交换器所需要的传热面积换热器的按实际传热面积为面积裕度大小合适，该热交换器符合设计要求。附表一.换热器性能参数表换热器性能参数条件热流体冷流体工质11号润滑油自来水管程壳程管程进口温度10015出口温度4040质量流量2.78kg/s3.43kg/s流速0.2278m/s0.9964m/s工作压力10000Pa30000Pa平均换热温差34.4传热系数327.8W/(m2*K)换热面积31.1m2换热量358000W附表二.换热器规格参数表换热器规格参数内管规格25*2.5mm管长9m管程数4传热管总根数44壳体内径325mm壳体厚度8mm折流板间距0.1625m折流板数目44管程接管内径100mm壳程接管内径100mm图一.管程排列示意图图一.换热器列管排列示