冷却器传热面积计算模版

1、管壳式冷却器热计算标准状态下气量1085 Nm3/h标准状态气量Nm3/min16.658999.48气体成分CH465.7072吸入状态气量m3/min9.8C2H67.8412相对温度 %100C3H85.5913一级进气压力 kg/cm22C4H105.0329一级进气温度 35C5H125.6979进气温度下饱和水蒸气压kg/cm20.05733C6H141.8036N27.3326CO20.9933100一级冷却器冷却器中气体压力4.65 kg/cm2气体进口温度T185 气体出口温度T240 冷却水进口温度t130 冷却水出口温度t238 一级进气压力2 kg/cm2一级进气温度3

2、5 有效平均温差Tm=20.7 计算热负荷() ()() ()() ()() ()() ()21222122112122212211212221lnttTTtTtTttTTtTtTttTT-+-+-+-+-+-+-计算定性温度冷却水的定性温度（按式8-36）tc=(t1+t2)/2=34 混合气体的定性温度（按式8-37）Tc=Tm+tc=54.7 管壁温度：按式8-43，取系数B0.14tw=BTm+tc=36.898 物性参数的确定冷却水的物性参数在tc=34 的条件下，各项参数由附录二表26（P654）得知重度994.34kg/m3比热Cp0.997千卡/kg粘度7.53E-05公斤秒/

3、米22.659295 公斤/米时导热系数0.5366千卡/米小时普兰德数Pr5.004气体常数，按式2-6Rw=848/Mw=47.06公斤米/公斤冷却水在平均壁温tw=36.898的条件下的粘度为粘度为w7.33E-05公斤秒/米22.590252 公斤/米时混合气体的物理参数计算标准状态下混合气体的重度0m，计算结果见下表成分CH4C2H6C3H8C4H10C5H12C6H14N2CO200容积百分数ri65.70727.84125.59135.03295.69791.80367.33260.993300标准状态下各组分重度0i0.7151.3561.972.5853.4573.8451.

4、2511.97700(公斤/米3，查表2-1，2-2）ri0i0.469806 0.106327 0.1101490.1301 0.196976 0.069348 0.091731 0.019638000m=ri0i=1.194075 公斤/米3计算混合气体在Tc=54.7 ,压力p=4.65 kgf/cm2时的比热Cpm常压下的比热C0pm成分CH4C2H6C3H8C4H10C5H12C6H14N2CO200ri0i0.469806 0.106327 0.1101490.1301 0.196976 0.069348 0.091731 0.01963800常压下的各组分比热C0pi0.5270

5、.410.3890.3970.3970.3980.250.200千卡/kg(查表2-1，2-2)ri0iC0pi0.247588 0.043594 0.0428480.051650.0782 0.027601 0.022933 0.00392800按式2-26，C0pm=giC0pi=ri0iC0pi/0m=0.4341 千卡/kg计算Cpm成分CH4C2H6C3H8C4H10C5H12C6H14N2CO200容积百分数ri65.70727.84125.59135.03295.69791.80367.33260.993300临界温度Tci,K(查表2-1，2-2）190.5305.37369.

6、81425.01469.62507.7125.9304.100临界压力Pci(kg/cm2）45.848.1942.0137.4733.3129.9233.4972.900(查表2-1，2-2）riTci125.1722 23.94467 20.67719 21.39033 26.75848 9.156877 9.231743 3.02062500riPci30.0939 3.778674 2.348905 1.8858281.89797 0.539637 2.455688 0.72411600分子量Mi,(查表2-1，2-2）16.0430.0744.0958.1272.1586.17284

7、400riMi10.53943 2.357849 2.465204 2.925121 4.111035 1.554162 2.053128 0.43705200按式2-16，混合气体的假临界温度：Tc=riTci=239.352 K按式2-17，混合气体的假临界压力：Pc=riPci=43.72 (kg/cm2）按式2-14，对比温度：Tr=Tc/Tc=1.369按式2-15，对比压力：Pr=P/Pc=0.106按式2-10，混合气体的平均分子量：Mm=riMi=26.443由Pr,Tr查图2-6得Cpm0.006051 千卡/kg0.16 卡/克分子Cpm=C0pm+Cpm=0.440151

8、 千卡/kg计算混合气体在Tc=54.7 ,压力P=4.65 kg/cm2时的导热系数标准状态下的导热系数0m成分CH4C2H6C3H8C4H10C5H12C6H14N2CO200容积百分数ri65.70727.84125.59135.03295.69791.80367.33260.993300标准状态下的导热系数0i0.02450.0160.20040.27540.35560.48090.02070.01260(千卡/米小时,查表2-1,按P685)分子量Mi，查表2-1，2-216.0430.0744.0958.1272.1586.17284400Mi1/32.52194 3.109647

9、 3.532754 3.873544 4.163055 4.416912 3.036589 3.53034800riMi1/31.657096 0.243834 0.197527 0.194952 0.237207 0.079663 0.222661 0.035067000iriMi1/30.04060.00390.039580.053690.084350.038310.004610.0004400按附录2中式2（P685）混合气体在标准状态下的导热系数0m=(0iiMi1/3)/(iMi1/3)=0.09257 千卡/米小时由Pr,Tr查附录图27得m/0m=1(由该图可见，此情况下无法查值

10、，从走向看，可视其为1，)m=0.09257千卡/米小时计算混合气体在Tc=54.7 ,压力P=4.65 kg/cm2时的粘度成分CH4C2H6C3H8C4H10C5H12C6H14N2CO200容积百分数ri65.70727.84125.59135.03295.69791.80367.33260.993300标准状态下的粘度0i0.010.0090.1250.1740.2290.3130.0170.0137(厘泊,查表2-1,2-2)分子量Mi，查表2-1，2-216.0430.0744.0958.1272.1586.17284400Mi1/24.004997 5.4836126.64003

11、 7.623647 8.4941169.28278 5.2915036.6332500riMi1/22.631571 0.429981 0.371264 0.383691 0.483986 0.167424 0.388005 0.06588800riMi1/20i0.0263160.00387 0.046408 0.066762 0.110833 0.052404 0.006596 0.00090300按附录P6800m=(0iiMi1/2)/(iMi1/2)=0.0638 厘泊查附录图25m/0m=1.05 (由该图可见，此情况下无法查值，从走向看，可视其为1，)m=0.06699 厘泊=0

12、.241164 公斤/米时计算混合气体在tw=36.898 ,压力P=4.65 kg/cm2时的粘度此情况下的对比温度：Tr=Tc/Tc=1.294737此情况下的对比压力：Pr=P/Pc=0.106359查附录图25m/0m=1.05 (由该图可见，此情况下无法查值，从走向看，可视其为1，)m=0.06699 厘泊=0.241164 公斤/米时计算混合气体的气体常数，按式2-6Rm=848/Mm=32.06898 公斤米/公斤计算冷却器的热负荷冷却器中混合气体的质量流量Ws=Vd0m=1295.572kg/h气体冷却时放出的热量，按式8-23Q1WsCpm(T1-T2)=25661.11千卡

13、/时水蒸汽冷凝时放出的热量：查表2-7，气缸吸入温度时的饱和蒸汽压Psa1=0.05733 kg/cm2冷却器出口温度的饱和蒸汽压Psa20.0752 kg/cm2取冷却器相应级吸入时的气体相对湿度=1按式8-261=RmPsa1/(Rw(P1-Psa1)=0.0201按式8-262=RmPsa2/(Rw(P-Psa2)=0.0112按式8-25Q2Ws0.46(1T1-2T2)+(597-0.56T2)(1-2)=7376.688千卡/时按式8-22QQ1+Q233037.8千卡/时计算冷却水的消耗量按式8-27WQ/（Cp(t2-t1)4142 kg/h确定壳程给热系数0确定折流板切去部分

14、的效应系数：按式8-66，壳体中心线垂直流动最小流通面积垂直流动是在壳体中心线的最小流通面积Ac=BP(Ds-n3*do)0.0076 m2按式8-63，折流板缺口部分流道面积AbK1Ds2-0.7854*n4*do2弓形面积系数K1，查表8-170.0651 取13.5%用插值法Ab=0.000661 m2折流板缺口部分的传热面积与总传热面积之比 r=2n4/N=0.258065按式8-74，折流板切去部分的效应修正系数1-r+0.524r0.32(Ac/Ab)0.03=1.107457确定壳体与管束间的间隙影响修正系数h按式8-80，管束与壳体间的间隙面积Ad=(Ds-n3Pt)BP=0.

15、0006 m20.0006按式8-79，Fbp=Ad/Ac=0.0789470.07894737流体的质量流速Gc=W/Ac545000 公斤/米2时按式8-76，雷诺数Re=doGc/3366.468Re100,按式8-78a,h=(2.72)-1.35Fbp=0.898844确定管排数影响修正系数xre4000时，x=0.93/(hm/h)Nc=(Nb+1)Nc+(Nb+2)Nw60按P497说明，本例Nw可以不计及查表8-19，hm/h0.985则确定管排数影响修正系数x=0.944162无间隙时壳程给热系数NO,按式8-85，NOF2jH(h/x)(CpGc)(Cp/)-2/3 (/w

16、)0.142948.050643千卡/米2时查图8-62，F21查图8-63，jH=0.015考虑存在间隙时，壳程给热系数o的确定按式8-87，折流板上管孔与管子之间的间隙面积STb=nB*(dH2-d02)/40.000336 米2按式8-88，折流板边沿与壳体间的间隙面积Ssb=(360-A)/360*(/4)(Ds2-Db2)0.000333按式8-89，SLSTb+Ssb=0.000669 米2SL/AC=0.087996查图8-64得修正系数0.12按式8-860NO*1-(STb+2SSb)/SL=2418.203确定管内给热系数i按式8-47，管内气体质量流速Gi=Wi/Fi=3

17、69527.2 公斤/米2小时雷诺数 Re=diGi/18387.18管内给热系数i=jH(/di)(Cp/)1/3(/w)0.14=484.4565传热因子jH，查图8-4860验算壁温按式8-39，36.70396 确定污垢系数查表8-14，管内污垢系数i=0.0002 米2时/千卡管外污垢系数0=0.0004 米2时/千卡确定管壁金属导热系数，查表8-1545 千卡/米2时计算冷却器传热系数按式8-11257.4953计算冷却器的换热面积=-+=)(0)dodii(i(di/do)tcTctctw=+=did0i1di0ditsdmd00011aglgaKAQ/(KTm)=6.19828

18、3米2换热管长3.4m换热管有效管长3.234m实际换热面积5.039316米2管程阻力损失P2381.849 公斤/米20.238185 公斤/厘米2管侧磨擦系数fi，查图8-740.0098气体密度4.423857kg/m3换热管长6m冷却器结构参数单位壳程给热系数近似计算筒体内径Ds0.15 m0=0.23(/do)Re0.6*(Cp/)1/3(/w)0.143545.65换热管外径do0.016 m垂直流动是在壳体中心线的最小流通面积Ac=BP(Ds-n3*do)0.0076m2换热管内径di0.012 m折流板缺口部分流道面积AbK1Ds2-0.7854*n4*do20.000661m2管子材料：20Ace=Bpe(Ds-n3d0)=0.0076m2靠近冷却器中心管排处的壳体内径Ds0.15 mAc=(2BPeAce+BPAc(Nb-1)/(2BPe+BP(Nb-1)0.0076m2折流板直径Db0.148 m相对于管间流速的基准流道截面积Agm=(AcAb)0.50.00224m2=14. 0224PmmrwiiidLGgf折流板上孔径dH0.0164 m质量流速Ggm=Ws/Agm1848701公斤/米2时换热管总数N31雷诺数Re=doGg