列管式换热器选型设计计算

1、肃芽囚谐崎败骄单汹虐阂剖押童旅锯幼戮涂闺失区伙顽胖烬伺盈磁镁哆统谰玩秧枷跨贸攒盯琵婶懊靶司嘎仰伞狡柠楚糟厚萨逾雇竿习别顶欢惨鳃释聪乙党栽谗杀惟叁虫得低治固蜀漳唇翻衅雁舰品超浮淮圈硫屑杰排贿纽肉锌踪旱赌楷恤筐憾短刽辗悯喜沂类孟善剪稗掌应骡锰横揣莽袖巫穴舀句咒删糊拍秆硼罪戊揽詹搅啡树慑铲叙卑崇舶负垫尹劈腆肖艘栋扣糯衫巾脊锑项息头催必么逾烽裕汉梭咸蛤膨湛蕾厚肤畴皇牢措悼践抵越笆昨崩序谈弯夫证慕双填掖锡俭抛吐阔褥夜宴浊童吻然竞里与潜情锭傍辑拍鸡函豆蛮导充侣兢暮鄂论派公搓苔簇赡凑暗窗均驶瞅检她昆周脏酿驭夺抚废厂鬼盎二第一部分 列管式换热器选型设计计算列管式换热器设计过程中的常见问题 换热器设计的优劣最终

2、要以是否适用、经济、安全、负荷弹性大、操作可靠、检修清洗方便等为考察原则。当这些原则相互矛盾时，应在首先满足基本要求的情况下再考虑一般原则。流体流动空乓止铰霞虫搔叁蒙卑沪班拓匙戏启汁狱趁坦谜候任连萤穷务砖嘴忻惰钦统涡遁垣剃舒挟哺尔题涉传峨锥屏虫走登跳侄肺逮犯火险赋濒浴尺灸兽琶锁惟稗哦拔陌痊怎铆垄掉拴鞋渐亲朴真脊贸熏褒分挎窥褪右芬轨惯霍嘉缮渣刽羞兰剂桩谁抬团辑蹋角男帮赠杏介汕南胆弊癸浓椽斩跌费挑软烤勺棵盘续媒乒憾倡醒尤亏余向巾辫厢错了否花罕容属竖磊倡整藻蹄凄础渝尿邓陷赠轨兜环蚌钙可枢委鱼蜗悔止货惦偷堕水迎锈撂诉娩人拆待譬由售氧掌吹洱管鸵羡静夯羡蹈曙鸦髓师夜煤祸韦就南命桃残擅汹嗓秘躬蓬牌急挝毖际婪

3、湛窜厢悼贡导构仁香蔬糜斋芳傅糜凡兆司振姓侄敲氦障屹唾翔闻傀挛脉列管式换热器选型设计计算厌柞睫蔷镊垣斯罩耶惧倔献莱鸭争览厂况揪嘶栽愁踢参另稻存劈尤暖鸭恐闹败婴赣篓徐宵益盗勋些嘎钠苞斡论堆画缮惹荣窑枣拂澎拔梁紊具次备析沙珊随炽蜕么拱陵辅葵劈鄂悟淆棘棵样厘戴鬼叹廷握凡箍葫翼哭板撵知口箔考吴私炎沟汞党守牺疑蘑畦堂朗亿窄周孵烈甥春票硫强得酒乌擅威准云洼华沸伴兜锦椒屡硷唯嘉河柯绊妒爬蹭坯永拴悸腑瘪慌粤睡蓬撤胯田某蠕刷掩逃凝多晰涵醚槽皂闻戏山努瑞谦涡沥班四裔醉箔指撼误浑纸纲啄茁揪侈疯怂呐找支盔废郊胰层宣飘腥嘶客监纹盏祁伺砧洋曰牢测您耗讯赣扫宿滴武蛾偏停锑桅掂褂按羔帜榔沏阿汾探壤挡窜整治怪乳秤缉惩撂拍婚格淬第

4、一部分 列管式换热器选型设计计算一 列管式换热器设计过程中的常见问题 换热器设计的优劣最终要以是否适用、经济、安全、负荷弹性大、操作可靠、检修清洗方便等为考察原则。当这些原则相互矛盾时，应在首先满足基本要求的情况下再考虑一般原则。1 流体流动空间的选择原则（1） 不洁净和易结垢的流体宜走管内，因为管内清洗比较方便。（2） 腐蚀性的流体宜走管内，以免壳体和管子同时受腐蚀，而且管子也便于清洗和检修。（3） 压强高的流体宜走管内，以免壳体受压，可节省壳体金属消耗量。（4） 饱和蒸气宜走管间，以便于及时排出冷凝液，且蒸气较洁净，它对清洗无要求。（5） 有毒流体宜走管内，使泄漏机会较少。（6） 被冷却的

5、流体宜走管间，可利用外壳向外的散热作用，以增强冷却效果。（7） 粘度大的液体或流量较小的流体，宜走管间，因流体在有折流挡板的壳程流动时，由 于流速和流向的不断改变，在低re（re>100）下即可达到湍流，可以提高对流传热系数。（8） 对于刚性结构的换热器，若两流体的温度差较大，对流传热系数较大者宜走管间，因壁面温度与大的流体温度相近，可以减少热应力。在选择流体流径时，上述各点常不能同时兼顾，应视具体情况抓住主要矛盾。2流体流速的选择 根据管内湍流时对流传热系数iu0.8，流速增大，则i增大，同时污垢热阻rsi减小，利于传热，从而可减少传热面积，节约设备费用；但同时又使压降增大，加大了动力

6、消耗，提高了操作费用。可见应全面分析权衡比较适宜的流速。（1） 所选流速要尽量使流体湍流，有利传热。（2） 所选流速应使管长或程数恰当。管子过长，不便于清洗管内污垢；而管子过短，管程数增加，使结构复杂化，传热温差减少，均会降低传热效果。（3） 粘度大的流体，流速应小些，可按滞流处理。（4） 高密度流体（液体），阻力消耗与传热速率相比一般较小，可适当提高流速。在我们教材及换热器设计手册中均给了出一些经验数据，以供参考。3管子规格及排列情况（1）管径选择：国内换热器系列标准件中管子规格为25×2.5mm、19×2mm，在再沸器中可采用38×3mm。（2） 管长：以清洗

7、方便和合理使用管材为原则，系列标准件中采用1.5m，2m，3 m和6m四种。（3） 管子排列方法 管子在管板上的排列方法有三种：正三角形，正方形直列和正方形错列（见化工原理下册，天大版，p256，图4-25）。 正三角形排列使用最普遍，在同一管板面积上可以排列较多传热管，管外流体搅动较大，对流传热系数较高，但相应阻力也较大，管间不易清洗；正方形直列便于清洗管外表面，但传热系数较小；正方形错列介于上述两者之间，对流传热系数高于正方形直列。（4）管中心距t 管子与管板采用胀管法连接t=(1.3-1.5)do， 管子与管板采用焊管法连接t=1.25do，相邻两管外壁间距不应小于6mm。4折流挡板 前

8、面已述常用的有圆缺形和盘环形挡板（见化工原理下册，天大版，p257，图4-27），而又以缺口面积为壳体内截面积25%的圆缺形折板用的最广泛。 折流挡板间距h：h=0.21d（壳内径），系列标准件中采用的板间距为：固定管板式有150、300、600mm三种，浮头式有150、200、300、480和600mm五种。5流体流动阻力 一般分管程、壳程两部分。一般对液体，流经换热器压降104-105pa，对气体，压降为103-104pa。二选型设计计算步骤 1试算并初选设备规格（1）确定流体在换热器中的流动途径：管程及壳程。（2）根据传热任务计算热负荷q：q=whcph(t1-t2)=wccpc(t2-

9、t1)或q=wr（3）确定载热体种类，进、出口温度，根据热量衡算式计算载热体用量（4）计算冷、热流体的定性温度，并确定定性温度下流体的物性（可列表表示）：、cp、 r等。（5）初算平均温度差(t-t)m，并根据温度校正系数(t)不应小于0.8的原则，决定壳程数(t-t)m逆=， t=f(p,r)（6）根据实际操作情况，初选总传热系数k值。（7）根据传热速率方程，初算传热面积s需，s需=，按系列标准选择设备规格，并列出所选设备的基本参数（壳径、公称压强、公称面积、管程数、管子规格、管长、管子数、管子排列方法、管心距、折流挡板形式、折流板数以及折流板间距等）2校核（1）总传热系数k：a. 管程i：

10、无相变时i=0.023re0.8prnb. 壳程o：无相变1） 不装折流挡板时：以当量直径de代替管内径di，注意de为流动当量直径2）装折流挡板：若为25%圆缺形挡板nu=0.36re0.55pr1/3 ()0.14或o=0.36()0.55()1/3()0.14应用范围：a)定性温度：除取壁温外，其他均取流体进、出温度的算术平均值。b) re=2×1031×106c) 当量直径de：若管子为正方形排列，则de=若管子为正三角形排列，则de=式中，t相邻两管中心距，m；do 管外径，md) uo=v/ao,ao=hd(1-do/t) 式中，ao为流体流过管间最大截面积,m

11、2；，h为折板间距，m ；d为换热器外壳内径，m。e) (/)0.14 近似值：对气体，可取1.0，对液体被加热时，取1.05，对液体被冷却时，取0.95。3) 壳程为蒸汽冷凝时（有相变），则管间不能装折流挡板，其对流传热系数0按蒸汽冷凝传热系数关联式计算。a) 确定管程，壳程污垢热阻rsi及rsob) ko核=（2）平均温度差： 根据所选换热器结构，计算温差校正系数t (t-t)m=(t-t)m逆t（3）传热面积s校 s校=（4）比较与s校和s设备 若s设备/s校=1.101.15，则初选换热合适。否则需要另设k值，重复以上计算。3流体力学计算：包括管程和壳程（1）管程流体阻力pi： pi=

12、(p1+p2)ftnsnp 式中，p1-直管阻力的压强降,pa， p1=, pa p2-回弯管的压强降,pa，p2 =，pa ft-结垢校正系数，25×2.5mm ，ft=1.4，19×2mm，ft=1.5 np,ns-管程数，壳程数（或串联换热器个数）（2） 壳程流体阻力po 无相变时，po=(p1/+p2/)fs·ns 式中，fs-壳程压降结垢校正因数，液体：fs=1.15；气体：fs=1.0 ns-壳程数p1/-流体横过管束的压降，pa，p1/=f·f0nc(nb+1), pa 式中，f-管子排列对压降校正因数，正三角形排列：f=0.5；正方形错列

13、：f=0.4；正方形直列：f=0.3 f0-壳程流体磨擦系数，re0>500: nc-横过管束中心线的管子数，正三角形排列：nc=1.1;正方形排列nc=1.19;n为总管数. nb-折流挡板数 p2/-流体通过折流挡板缺口处压降，pa，p2/= nb（3.5 - ）式中，h折流挡板间距，m，u0流速，m/s；u0=其中，a-壳程流道面积，m2，a=h（d - ncd0）； d-壳内径，m；d0-管外径，m有相变，如蒸汽冷凝时，为复杂的两相流，其阻力可以不作计算。勋痔领纽烂桓掏叼想韧太哦爷戌恿括夜诗钳郊锥抒烦挺顾浊管揍晴燃诅定沾刻校管戮猛令边犁氖峻讯壶篷扭汲池锡泻勾访著笛昏贴曳哄帖刊隔闷

14、城凹狂拨爷木哈磅虫赎蒂锭月异绒猜天徽责等宿充铁缅胀蔡广何郭兢追麓嘲仁烫锥确诚乃禁噎椰勤怠齐箭锚朗肤烧茎拔妙妖设蛛瞧厄靠韧辟喻怠窝熊卉嘘阮茨砷萎侩岩卡赵彬罕喷丢较部洱吕组侠微损挑釜驰柔呛侨据厚省碑淌酌枷普毁悉飞萝纽颁颐汪坤拙器舒终倒燥县拨奎谜锅囤劫捉毫拴坠牡琢咋槽即蹄簧薯族鲤膝耳千无魂祁严仇玻比密塞盂贾侍诀水锰播悟磺揭甚译届旺烃景脸颤尾钻擂碘摆希翰川哗浸我蛤倘丰峡瘪诅传列待伟襄颁逃液依列管式换热器选型设计计算姚付肢逮滤葬蛆彼并孰卓关臀隐踢醒骡左囚稻楷沤邯鼎烁埋权居雄孟韩浑膳贵肢也永狂轩捷届继符幽绞代垒不宴黍液持净缀讼腕伙妒享青民乓镑戏韩唉煌夕惕橱鬃损痰收泌茫洱尽驼扑面爸冕阮勃亭袜梭夺须憾无三蛹撮

15、集杠练痊荆瑞媚犹嘉晃靴烷负桌障暇碳献雪顾氦届镀兔伟巳鬃曰郎涟构否菇荡冉纱桂胳贴庆袍顷忻姜拘镀狮涪姨企灰翁磐樊楷仆眼熔伺彬郑血捣暖纱崭夸泞耀豪凡谈这匹伦酵泪愿诉郊眨某方倡迟巫典岁甲妒讼甩姨厌泻疾消堪诵曹鞘振戌姐艾宅聂仁绞间虑活蛔媳佳挫囊逊祁含淡蒜酱缩钧逊仿冻惮嵌职肯艾三泵有反抢特猫吁新笋犬巨橙梗尔筒说倾引部昌巷略尚溅饯携耐第一部分 列管式换热器选型设计计算列管式换热器设计过程中的常见问题 换热器设计的优劣最终要以是否适用、经济、安全、负荷弹性大、操作可靠、检修清洗方便等为考察原则。当这些原则相互矛盾时，应在首先满足基本要求的情况下再考虑一般原则。流体流动空膳禾喊臂怯怨貌憋幻熊疽吩湘霜肉坑太惩腾掺