管壳式换热器设计课程设计

1、实用标准文案 河南理工大学课程设计 管壳式换热器设计 院：机械与动力工程学院学 业：热能与动力工程专业专 班11-02班 级： 号： 学 名： 姓 指导老师： 小组成员： 文档大全实用标准文案 目录 第一章 设计任务书 . 2 第二章 管壳式换热器简介 . 3 第三章 设计方法及设计步骤 . 5 第四章 工艺计算 . 6 4.1 物性参数的确定 . 6 4.2核算换热器传热面积 . 7 4.2.1传热量及平均温差 . 7 4.2.2估算传热面积 . 9 第五章 管壳式换热器结构计算 . 11 5.1换热管计算及排布方式 . 11 5.2壳体内径的估算 . 13 5.3进出口连接管直径的计算 .

2、 14 5.4折流板 . 14 第六章 换热系数的计算20 . 6.1管程换热系数 . 20 6.2 壳程换热系数 . 20 第七章 需用传热面积 . 23 第八章 流动阻力计算 . 25 8.1 管程阻力计算 . 25 8.2 壳程阻力计算 . 26 总结 . 28 文档大全实用标准文案 第一章 设计任务书 煤油冷却的管壳式换热器设计：设计用冷却水将煤油由140冷却冷却到40的管壳式换热器，其处理能力为10t/h，且允许压强降不大于100kPa。 设计任务及操作条件 1、设备形式：管壳式换热器 2、操作条件 （1）煤油：入口温度140，出口温度40 （2）冷却水介质：入口温度26，出口温度4

3、0 文档大全实用标准文案 第二章 管壳式换热器简介 管壳式换热器是在石油化工行业中应用最广泛的换热器。纵然各种板式换热器的竞争力不断上升，管壳式换热器依然在换热器市场中占主导地位。目前各国为提高这类换热器性能进行的研究主要是强化传热，提高对苛刻的工艺条件和各类腐蚀介质适应性材料的开发以及向着高温、高压、大型化方向发展所作的结构改进。 强化传热的主要途径有提高传热系数、扩大传热面积和增大传热温差等方式，其中提高传热系数是强化传热的重点，主要是通过强化管程传热和壳程传热两个方面得以实现。目前，管壳式换热器强化传热方法主要有：采用改变传热元件本身的表面形状及表面处理方法，以获得粗糙的表面和扩展表面；

4、用添加内物的方法以增加流体本身的绕流；将传热管表面制成多孔状，使气泡核心的数量大幅度增加，从而提高总传热系数并增加其抗污垢能力；改变管束支撑形式以获得良好的流动分布，充分利用传热面积。 管壳式热交换器（又称列管式热交换器）是在一个圆筒形壳体内设置许多平行管子（称这些平行的管子为管束），让两种流体分别从管内空间（或称管程）和管外空间（或称壳程）流过进行热量交换。 在传热面比较大的管壳式热交换器中，管子根数很多，从而壳体直径比较大，以致它的壳程流通截面大。这是如果流体的容积流量比较小，使得流速很低，因而换热系数不高。为了提高流体的流速，可在管外空间装设与管束平行的纵向隔板或与管束垂直的折流板，使管

5、外流体在壳体内曲折流动多次。因装置纵向隔板而使流体来回流动的次数，称为程数，所以装了纵向隔板，就使热交换器的管外空间成为多程。而当装设折流板时，则不论流体往复交错流动多少次，其管外空间仍以单程对待。 管壳式热交换器的主要优点是结构简单，造价较低，选材范围广，处理能力大，还能适应高温高压的要求。虽然它面临着各种新型热交换器的挑战，但由于它的高度可靠性和广泛的适应性，至今仍然居于优势地位。 由于管内外流体的温度不同，因之换热器的壳体与管束的温度也不同。如果两流体温度相差较大，换热器内将产生很大的热应力，导致管子弯曲、断裂或从管板上拉脱。因此，当管束与壳体温度差超过50时，需采取适当补偿措施， 文档

6、大全实用标准文案 以消除或减少热应力。根据所采用的补偿措施，管壳式换热器可以分为以下几种：固定管板式换热器、浮头式换热器、U形管式换热器、双重管式换热器及填料函式换热器。 文档大全实用标准文案 第三章 设计方法及设计步骤 在设计换热器时，如果只作简单估算，或盲目加大传热面积的安全系数就会造成浪费。只有进行比较详细的计算，才能使投入运行的热交换器，在安全和经济方面得到可靠保证。 换热器一般的设计方法及设计步骤如下： （1）根据设计任务搜集有关的原始资料，并选定热交换器类型等。 （2）确定定性温度，并查取物性数据。 （3）由热平衡计算热负荷及热流体或冷流体的流量。 （4）选择壳体和管子的材料。 （

7、5）选定流动方式，确定流体的流动空间。 （6）求出平均温差。 （7）初选传热系数K，并初计算传热面积F。 0（8）设计换热器的结构包括：选取管径和管程流体流速；确定每程管数、管长、总管数；确定管子排列方式、管间距、壳体内径和连接管直径等；确定壳侧程数及折流板的数目、间距、尺寸等壳程结构尺寸；初确定传热面积。 （9）管程换热器计算及阻力计算。当换热系数远大于初选传热系数且压降小于允许压降时，才能进行下一步计算。 （10）壳程换热计算。根据采用结构，假定壁温和计算换热系数。 （11）校核传热系数和传热面积。根据管、壳程换热系数及污垢热阻、壁面热阻等，算出传热系数K及传热面积F。 （12）核算壁温。

8、要求与假定的壁温相符。 ）计算壳程阻力，使之小于允许压降。13 （ 文档大全实用标准文案 第四章 工艺计算 在换热器设计中，根据所选换热器类型和所给已知条件，计算出煤油的流速和水的流速等，然后计算出传热面积。工艺设计中包括了物性数据的确定、传热量及平均温差、初选传热系数、估算传热面积其具体运算如下所述。 4.1 物性参数的确定 表3-1 水和煤油的操作参数 冷却水 煤油 进口温度 （）出口温度 （） 进口温度 （） 2640 180出口温（40 定性温度：对于一般气体和水等低黏度流体，其定性温度可以取流体进出口温度的平均值。 煤油的定性温度为： ?tt180?40t11?110C 1m22 （

9、1） 水的定性温度： ?tt26?40t22?33?C 1m22 （2） 由定性温度条件下查物性表得出水与煤油的物性参数，如比热、密度、黏度导热系数。所查结果见表2-2： 表3-2 水与煤油的物性参数 名称 定性温度 C 比热 kkgkJ 密度 3mkg 黏度 sMpa 导热系数 Wmk 0.6623 4.174 33 0.0007422 994.7 水0.0005125 0.1026 758.32 110 2.432 煤油 文档大全 实用标准文案 4.2核算换热器传热面积被冷却的流体走壳程可便于散热，冷水走管程。这是因为： 选择热水走壳程， 而传热系数大的流体应走管程，这样可降低管壁的温差，

10、减少热应力。 小时连续运行）可以计算出煤油流量：24由煤油的每小时产量(一天 M10000?2.77778kgsM? 13600t 3） （ 表示时间。表示煤油流量；t式中M表示煤油的年产量；M1煤油的普朗特常数： ?c0.0005152?2.43511p?P?12.1631 （ 4） 1r?0.010261式中P表示煤油的普朗特常数；表示煤油的黏度；c表示煤油的比热；表11r1p1示煤油的导热系数。 水的普朗特常数： ?c0.0007422?4017622p?P?4.67755 2r?0.6623 （5） 2式中Pr2表示煤油的普朗特常数；2表示煤油的黏度；cp2表示煤油的比热；2表示煤油的

11、导热系数。 4.2.1传热量及平均温差 一般情况下，工程上常用热损失系数c来估算损失的热量。c通常取 0.020.03。L取用0.98。 由上面的计算结果和已知条件代入下式可以得出煤油的传热量： ?cQ?MttL1p111?0.98?40928.004kW?2.777782.435?180? （6） 式中Q表示传热量；M表示煤油流量；热负荷修正系数。L1 由以上的计算结果及已知条件，可以计算出冷却水量： 文档大全 实用标准文案928.004Qs?kg?15.8807M? ?226?404.176?ctt2p 7） （22 c代表水的比热；式中M代表冷却水量；p22 计算两种流体的平均传热温差时

12、按单壳程，两管程计算。按逆流设计换热器： 40 煤油 180 水 40 26 从而， t?t?ttt?t?minmax2112?t cm,1?ttt?maxInIn21 ?tt?t min12180?40?40?26? 40180?In 2640?C?54.7211) (8 温差修正系数取决于两个无量纲参数P及R： tt?40?2622P?0.0909091 180?t26t? （9） 21 t?t180?4011R?10 t?t40?26 （10） 22式（9）中，参数R具有两种流体热容量之比的物理意义。式（10）中参数P的分母表示换热器中水理论上所能达到的最大升温，因而P的值代表该换热器中

13、水的实际升温与理论上所能达到的最大升温之比。所以，R的值可以大于1或小于1，但P的值比小于1。 文档大全实用标准文案 1?PIn 21R? PR1? 1?R21?P1?R?R2In? 21?R?R2?P1 0.0909091?1 In 21?1010?0.0909091?1?110?21?1?10?102?0.0909091In ? 21110?100.09090912? （11） 0.829935? 表示温度修正系数。式中450414954.72110?t?0.829935?t? 12） （c1,mm 表示有效平均温差。式中t1m,c 估算传热面积4.2.23-3 根据题意，初选传热系数，传

14、热系数的选择依据经验数值表 传热系数的选择依据经验数值表表3-3 热交换器型式 热交换流体 传热系数2)mCWK,( 内侧 外侧备注 35 10气 常压气 160 170 高压气 气30Mpa 20 450 高压气2030Mpa 气170 常压 清水 20气70 清水700 30Mpa 20管壳式（光管) 200高压气 清水清水10002000 4000 水蒸气冷凝2000清水 高粘度液体300 清水液体层流10030 气体高温液体 文档大全实用标准文案 液体层流200450 低粘度液体 清水 2 ).初选传热系数3-3K=240W/(m根据表0 由以上的计算结果及已知条件可以估算出传热面积：

15、1000928.00?Q2m85.1412F? 45.4149240?K?t （13） m0FQ表示有效平均温差；表示初选传热系数；式中t表示估算的传热面积；Km0面积过大，所以需要两台换热器，才能符合工业设表示传热量。由于85.1412则一。此换热器考虑的裕度为计要求。实际的传热面积要考虑一定的裕度，10% 。台换热器面积为51 文档大全实用标准文案 第五章 管壳式换热器结构计算 5.1换热管计算及排布方式 管子构成换热器的传热面，它的材料应根据工作压力、温度和流体腐蚀性、流体对材料的脆化作用及毒性等决定，可选用碳钢、合金钢、铜、石墨等。小直径的管子可以承受更大的压力，而且管壁较薄；同时，对

16、于相同的壳径，可排列较多的管子，因此单位体积的传热面积更大，单位传热面的金属秏量更少。所哟，在管程结垢不很严重以及允许压力降较高的情况下，采用较小直径的管子。如果管程走的是易结垢的流体，则应选用较大直径管子。 表4-1 换热管的规格及排列方式 /mm 换热管外径壁厚 排列形式 管心距 碳素钢，低合金钢 不锈耐酸钢252.5 2 25 正三角形32 192 192 25 在此，选用?252.5的碳钢管，采用无缝焊接工艺。 管程内水流速可以在表4-2选用： 表4-2热交换器内常用流速范围 m/s 流体 流体 管程 循环水 新鲜水 低粘度油1.02.0 0.81.5 1.8 0.8壳0.1.51.5

17、0.1.00.4 文档大全实用标准文案 高粘度油气体 0.51.5 30 50.80.15 =1m/s。管程内水的流速选用2: 由以上计算结果可以算出管程所需流通截面M15.880722m?A?0.01596? t?1996.2? (14) 22表示管程内M表示冷却水量；表示水的密度；式中A表示管程流通面积；22t2 水流速。 根据传热管的内径和管程所需流通截面积，可以单程管数：A40.01596?4t51?50.8192n? 22?0.02?d3.14159 ) （15i 表示传热管的内径。表示管程所需流通面积；d式中Ait）所示四种，d、（、（c）a管子在管板上的排列方式最常见的如图4.1

18、（）、（b）、转角正方形60度）30即正三角形排列（排列角为度）、转角三角形（排列角为。当管程为多程时，则需90度）排列（排列角为45度）、正方形排列（排列角为 要采取组合排列。即每程均按正三角形排列，则应采取组合排列法，设计的换热器的管程为2 隔板两侧采用正方形排列。 d（） （ c） b a （） （） 管子的排列方式图4.1 选取正三角形排列为管子的排列方式。4-1根据表 -3换热管中心距4表35 32 30 25 22 20 19 换热管外径 文档大全实用标准文案 s 25 26 28 32 38 40 44 l E38 40 42 44 50 52 56 。L=44选取管中心距s=3

19、2，分程隔板槽两侧相邻管中心距E 由管中心距可以计算出平行于流向的管距以及垂直于流向的管距。 平行于流向的管距： 3317m?27.os30?m3?2s?scp2 16） （ 垂直于流向的管距：1mm?32?16s?ssin30? p2 ） （17 根；由管子布置图可以计算出管束中心由管子布置图可知每程管子数为57 0.161m。至最外层管中心距为 管束外缘直径：m0.347?0.0125?0.161?2?2D ） （18L 传热管的总根数： 40?1?nZ51?2n?）（19 tt 所需传热管的长两管程设计的，所以按两管程计算， 因换热器是按单壳程， 度是：85.1412Fm5.88775?

20、l ?0.025?nZd51?2 ）（20 0t 6m。；Z=2表示两管程。按标准管长d式中d表示管内径，=0.025mt00 5.2壳体内径的估算 壳体内径可以用下述公式粗估： b2s?bD?(?1) 21） （sd1.5)?b(1 22（） 0 b?1.1n ）23（ t 文档大全实用标准文案 当管子按正三角形排列时，可以按上述公式计算： D?(1.1n?s1?)?2d1.5 0st 0?.03?21.504?1)0.0251?1.1?(? m?0.4508 （24） 式中D表示壳体内径；n表示传热管根数；s表示管中心距；d传热管外径。 0ts计算得到的内径应圆整到标准尺寸，按照钢制压力容

21、器标准可确定：壳体内径=0.5m。 目前所采用的换热管长度与壳体直径比，一般在425之间： l12?12长径比= D0.5 （25） sl表示传热管长度；Ds表示壳体内径。式中 所以换热器的壳体内径和管子长度符合设计要求。 5.3进出口连接管直径的计算 确定连接管直径的基本公式仍可用连续性方程，经简化可以用以下公式： M15.88072?142.78?D?1.13mm?1.132?996.2?1 （26） 将（26）式结果圆整到最接近的标准管径，取?1505。 5.4折流板 流动外，还有支撑管束、防止管束振动和弯曲的作用。它的装设不如纵向隔板那样困难，而且装设后可使流体横向流过管束，故此获得普

22、遍应用。 折流板的常用形式有：弓形折流板、盘环形折流板两种，弓形折流板有单弓形、双弓形和三弓形三种。在弓形折流板中，流体流动中的死角较小，结构也简单，因而用的最多。而盘环形结构比较复杂，不便清洗，一般在压力较高和物料比较清洗场合。 文档大全实用标准文案 在此，换热器设计中，折流板形式选弓形。 弓形折流板的缺口和板间距的大小是影响传热效果和压降的两个重要因素。弓形折流板缺口高度应使流体通过缺口时与横过管束时的流速接近，缺口大小是按切去的弓形弦高占壳体内径百分数确定的。缺口弦高一般为壳体内径的20%45%。 为了防振并能够承受拆换管子时的扭拉作用，折流板须有一定厚度，该值在GB-1999中具体规定

23、见表4-4 表4-4 折流板和支持板的最小厚度 公称直径 DN 换热管无支撑跨距 300 300600 600 折流板或支撑板最小厚度400 7004003 4 4 5 90056 折流板厚度取6。 折流板的材料应比管子软，较硬会磨损管子，导致管子破裂。若材料过软，则使管子磨损折流板，将相邻管子间部分磨损，形成穿有数根管子的大孔，使这些管子失去了这一位置的折流板支撑，引起自振频率降低，从而使管子易振进而损坏。故此，材料取用14Cr1MoR。 折流板缺口弦高度： h?0.25D?0.25?0.5?0.125m ）27（ s 120折六班圆心角由折流板缺口弦高度和壳体内径可以计算出折流板的圆心角：

24、= 度。 文档大全实用标准文案 表4-5 折流板间距 /mm 公称直径 管长 ?折流板间距 500 3000 100 200 300 450 600 6000 4500 600800 6000 1500150 200 300 450 600 折流板间距取：l?0.25m。 s 折流板数目： l6?1?1?23块N bl0.25 （28） s式中N表示折流板数目。 b折流板上的管孔数为112个，由国家标准可知，折流板上管孔直径d=0.0254m，H折流板直径D=0.4955m。由管子排布图可知：通过折流板上的管子数为99根，b这流管缺口处管子数为18根。 弓形折流板的缺口高度应保证流体在缺口处的

25、流通截面积与流体在两折流板间错流的流通面积接近，以免因流动速度变化引起压降。当选好壳程流体流速后，就可以确定保证流速所需的流通截面积。 由上面的计算出的已知结果可以由下面的方程式求得折流板的缺口面积： 2?Dh21?s?A?（1?)sin? wg2D24? s2?0.125?20.512?(1?sin? 4230.53? 2m0.03361? （29） 式中A表示折流板缺口面积；D表示壳体外径；表示折流板圆心角。 swg 错流区内管数占总管数的百分数： D?2hD?2hD?2h1?sss)?F?2arccos()sinarccos(2()? c?DDD LLL 文档大全 实用标准文案0.125

26、?0.1250.5?20.50.5?2?0.125?2?1?)2arccos()sinarccos()?2(? ?0.3470.3470.347 0.764553? ） （30表示壳体内表示壳体外径；式中F表示错流区内管数占总管数的百分比；DDLsc 径；h表示缺口弦高度。 缺口处管子所占面积：22?d0.02?00.00681891?1?1?FA?104?0.764553n cwtt88 ）31 （表示错流区内管数占总F表示传热管外径；n表示传热管的总管子根数；式中dct0 管数的百分数。 流体在缺口处流通面积： 2m?0.024389A?A?A?0.0312?0.00681891 32）

27、（wtbwg 表示缺口处表示折流板缺口面积；A式中A表示流体在缺口处流通面积；Awtwgb 管子所占面积。 流体在两折流板间错流流通截面积： dD?0L?A?lDD?ds 0scLss 0.0250.347?0.5?0.347?0.032?0.0250.2? 0.032 2m?0.043567) (33表示管束外圆直D表示两折流板间错流流通截面积；式中AD表示壳体内径；Lcs 径；d表示传热管外径；s表示管中心距。0 壳程流通截面积： 2m?0.024389AA?A?0.0435670.032597cbs ）（ 34 表示流体在两折A表示壳程流通面积；表示流体在缺口处流通面积；AA式中cbs

28、流板间错流流通面积。 壳程接管直径： 文档大全实用标准文案 A40.032597?4sm0.203726?D?1 ） （35 表示壳程接管直径；D式中 表示壳程流通面积。A1s 。）式结果圆整到最接近的标准管径，取?2036将（37 根。由管子布置图，可以知道错流区一排管束：N=12c 每一缺口内的有效错流管排数： 0.125h3.6080.8N?0.8? cw0.0277s （36） p表示平行于h表示缺口弦高度；s缺口内的有效错流管排数；表示每一式中Npcw 流向的管距。 3对。在管壳式换热器设计中，可使旁通流道数为1，取旁通挡板数为 错流面积中旁流面积所占分数：1Al/Nl)(F?D?D

29、? csEEbpLs2 0.043567/?0.044)?0.2?(0.5?0.347?0.5?10.722? ） （37表示F式中表示管束外圆D错流面积中旁流面积所占分数；表示壳体内径；DbpLs 表示旁流通道数；A表示流体在两折流板间错流流通截面积。直径；NcE 一块折流板上管子和管孔间泄面积：1?n1A?dd?dF? ttbcH002 ?1140.7645531?0.0250.0250.0254?0.22 m?0.0031598 ）（ 38表示折表示传热管外径；d表示一块折流板上管子和管孔间泄面积；式中AdHtb0 n表示传热管总根数。表示错流区内管数占总管数的百分数；F流板管孔直径；t

30、c 折流板外缘与壳体内壁间泄面积： 文档大全实用标准文案 ?D?DD?h2bss?arccos1?A? sb2D? s?0.49550.50.5?2?0.1127?arccos1? 20.5? 2m?0.0024212 （39） 式中A表示折流板外缘与壳体内壁间泄面积；D表示壳体外径；D表示折流板bsbs直径；h表示缺口弦高度。 文档大全 实用标准文案 换热系数的计算第六章 管程换热系数6.1 管程的雷诺数： ?d0.02?1?996.2i2226804.09?Re? 2?0.0007422 ）（40 2表示水表示水的密度；式中R表示管程的雷诺数；表示管程内水流速；22e22 表示传热管的内径

31、。的黏度；di 管程换热系数： ?0.40.8?2Pr?0.023Re? 222d i0.66230.80.44.67755?0.023?26804.09? 0.02 2C)W(m4924.03? （41） 式中表示管程换热系数；表示水的导热系数；d表示传热管内径；R表示e22i2管程的雷诺数；P表示水的普朗特数。 r26.2 壳程换热系数 壳程雷诺数： Md2.77778?0.025401?R?31110.1359? 1e?A0.0005152?0.043567 （42）c1 式中R表示壳程雷诺数；M表示煤油流量；d表示传热管的外径；A表示流ce101体在两折流板间错流流通截面积。 假定壳程

32、流体全部错流流过管束，在此理想管束中纯错流时的柯尔本传热因子，可由热交换器原理与设计图2.28查出：理想管束传热因子j=0.007。 s折流板缺口校正因子j可由热交换器原理与设计图2.29查出：折流板c 文档大全 实用标准文案 缺口校正因子j=10.25。cA0.0024212sb0.4372? 0.003159799A0.0024212?A?tbsb) (43AA?0.003159790.0024212?tbsb0.1546? A0.043567) (44 c表示一块折流板上管子与管表示折流板外缘与壳体内壁间泄面积；A式中Atbsb A表示流体在两折流板之间错流流通面积。孔间泄面积；c）的函

33、数，可由热交换器）和（44折流板泄露影响的校正因子是等式（43 =0.87。原理与设计图2.30查取折流板泄露影响的校正因子jl为每一错流区内旁路挡NF和N/N（，它是管束旁通影响的校正因子jssbpsscb为错流区内管排数）的函数，可由可由热交换器原理与设计图N板对数，c 。2.31查取j=0.94b 壳程传热因子：0.0062970.87?1.1?jjjj?0.007?0.94?j? 45） （cl0sb 折流板泄露影响jj表示壳程传热因子；j表示管束旁通影响的校正因子；式中l0b 表示理想管束传热因子。j表示折流板缺口校正因子；j的校正因子；sc 壳程质量流速：M2.77778?21sm

34、?G?85.21468kg? s 0.032597A）46 （s 表示壳程流通截面积。M表示煤油流量；A表示壳程质量流速；式中Gss1 =0.001203，t=55。壁温下的煤油黏度查物性表 假定壳侧壁面温度w1ww1 。Kg/(s) 壳侧换热系数：?0.14?23?PGj?c1wp10sr 文档大全 实用标准文案0.14?3?20.000779?0.006297?85.21468?2.435?12.16310.0005125?2CmW?231.3831 47（） 表表示壳程质量流速；c表示壳程传热因子；式中表示壳侧换热系数；jGp01s表示定性温示定性温度下的煤油比热；P表示定性温度下的煤油

35、普朗特常数；r 表示定性壁温下煤油的黏度。度下的煤油黏度；w1 文档大全 实用标准文案 需用传热面积第七章2/W * m表6-1 水的污垢热阻经验数据 水的种类加热流体温度115 116加热流体温度 水温52 水温531m/s水速 水速1m/s 1m/s水速 水速 干净的软水 自来水 井水0.00017 0.00017 0.00017 0.00017 0.00017 0.00017 0.00034 0.00034 0.00034 0.00034 0.00034 0.00034 201m/ /W 煤油油品及溶液的污垢热阻经验数据 -2表6种类 粗煤油 成品煤油污垢热0.000430.00020.

36、0001换热器设计中使用的冷却水为自来水。由表6-1可知冷却水的污垢热阻r=0.00017/W。由表6-2，可选成品煤油的污垢热阻r=0.00025/W。 s1s2校正传热系数： ?1?dd1100?r?K?r? 2s1s?dd? i12i 0.025110.025?0.00034?0.00025? 231.383110.024924.030.02? 2Cm?190.451W （48） 式中K表示校正传热系数；表示壳侧换热系数；r表示成品煤油污垢热阻；s11r表示冷却水污垢热阻；d表示传热管外径；d表示传热管内径。 is20由以上计算结果，可以计算出传热面积： 文档大全实用标准文案 Q928.

37、0021229mF?107. K?t190.4?5145.4149 （49） m 式中Q表示传热量；K表示校正传热系数；t表示有效平均温差。 m107.4424F传热面积之比=?1.0014 F166.8752 （50） 由等式（50）可知换热器设计面积符合设计要求。 检验壳侧壁温： ?1t?t?K?r?t? mw11m1s? ? 11?110?190.451?0.00017?45.4149? 136.6544? ?70.4567C （51） 式中t表示检验壳侧壁温；t表示煤油定性温度；K表示校正传热系数；表1w1m1示壳侧换热系数；r表示成品煤油污垢热阻；t表示有效平均温差。 ms1 文档大

38、全实用标准文案 第八章 流动阻力计算 换热器内流动阻力引起的压降，是衡量运行经济效益的一个重要指标。如果压降大，消耗的功率多，就需要配备功率较大的动力设备来补偿因压力降低所消耗的能量。 由流体力学可知，产生流动阻力的原因与影响因素可归纳为：流体具有黏性，流动时存在着内摩擦，是产生流动阻力的根源；固定的管壁或其他形状的固体壁面，促使流动的流体内部发生相对运动，为流动阻力的产生提供了条件。所以流动阻力的大小与流体本身的物理性质、流动状况及壁面的形状等因素有关。 换热器中的流动阻力可分为两部分，即流体与壁面间的摩擦阻力；流体在流动过程中，由于方向改变或速度突然改变所产生的局部阻力。 管壳式换热器的管

39、程阻力和壳程阻力必须分别计算，由于阻力单位可表示为压力的单位，故一般用压降P表示。管壳式换热器允许的压降如表2-10所示。 管壳式换热器允许的压降范围 表7-1换热器的操作压力（Pa） P10允许的压降PP=0.1PP=0.5PP518.1 管程阻力计算 管壳式换热器管程阻力包括沿程阻力、回弯阻力和进出口连接阻力等三部分组成，因而 ?P?P?P?P （52） Nrti 式中P表示管程总阻力；P表示沿程阻力；P表示回弯阻力；P表示进出Ntir 文档大全 实用标准文案 口连接管阻力。 沿程阻力：2?L0.14?22f?P4 i2w2i2d i21?12996.20.14?0.0006533?0.0

40、007422?4?0.0065? 20.02 Pa11431.96323?) 53 (表示水的密表示管程总长；d表示传热管内径；式中f表示管内摩擦因子；L2ii 表示壁温下的水黏度。表示冷却水黏度；度；表示管程内水流速度；w222 回弯阻力：22?1?996.222Pa?3978.8?114?Z4?P?4 tr22 54） （ 表示传热管的总根数。表示管程内水流速度；Z表示水的密度；式中t22 进出口连接管阻力：22?1996.2?22Pa?P747.151.51.5? N22 ）（55 表示管程内水流速度。表示水的密度；式中22 管程总阻力：Pa?16156.79?3978.8?747.15?P?11431.96323 56） （N 壳程阻力计算8.2 因为流过管束的流动壳程摩擦系数大于管程摩擦系数，对于相同的雷诺数，有加速、方向变化等。但壳程的压降不一定大，因压降与流速、水力直径、折流 板数、流体密度等有关，因此在相同的雷诺数时壳程压降有可能壁管程低。 可知理想管束摩擦系数。查热交换器原理与设计图2.36 理想管束错流段阻力：2NM?0.14?c1f4?P? bk1wk12?A2 1c 文档大全 实用标准文案25?2.777780.14?0.0007790.13?0.0005125?4? 2758?0.046567?2 P