管壳式换热器设计

1、目录一、 前言1、 选题背景12、 设计要求13、 基础数据1二、 热交换器工艺计算1、 丙二烯物性参数12、 水的物性参数23、 计算过程3.1热交换器总换热量23.2热量衡算33.3平均温差33.4对流换热系数43.5传热管规格43.6管内流速43.7管子长度43.8布管图43.9管内对流换热系数53.10管外对流换热系数63.11接管处速度计算7三、校核计算1、壁温核算82、管程和壳程压降计算8四、工艺计算结果表10五、参考文献11一、 前言1、选题背景：几乎在所有的工业领域都离不开换热器的使用，在石油及化工行业换热器占据投资的25 40%。了解并掌握换热器的设计对以能源转换和利用为目的

2、的热能与动力工程专业学生非常重要。2、设计要求：依据GB151-98对热交换器进行工艺计算，掌握热交换器的工艺设计过程。要求：1、 选择换热管的规格，管子的布置方式，折流板的形式和间距，壳体的内径，管程和壳程的压降，接管的大小。2、 做出换热器工艺计算结果的结构图。3、 作出布管图。4、 按照工艺计算的过程，写出详细的换热器工艺计算说明书。3、基础数据：表2-1设计基础数据壳程丙二烯流量（ ）管程水进口温度（）管程水出口温度（）壳程丙二烯进口温度（）壳程丙二烯出口温度（）2525407040二、 热交换器工艺计算1、 丙二烯的物性参数丙二烯进口温度：=70丙二烯出口温度：=40丙二烯定性温度：

3、丙二烯物性参数有参考文献5查得：表2-2丙二烯物性参数温度（）密度（ ）热容（ ）粘度（厘泊）导热系数（ ）500.546025.8420.10728.3600.527626.6830.096226.555时丙二烯的物性参数为： 2、水的物性参数冷却水进口温度： 冷却水出口温度： 水的定性温度：有参考文献6查饱和水物性参数得：表2-3水的物性参数温度（）密度（ ）热容（ ）粘度（） 导热系数（）30995.74.174801.561.840992.64.174653.363.532.5时水的物性参数为：3、计算过程（1） 求换热器总换热量Q: 。（2） 热量衡算 计算管程水的质量流量： 查取参

4、考文献1选取热损失系数： 。（3） 对数平均温差：按逆流形式计算： 差参考文献1查图1-10(a)，得温差修正系数： 则。（4） 假设总对流换热系数 :由参考文献1可知： 初步选定总传热系数则 。（5） 确定传热管规格：根据参考文献1，表1-1选定管子直径： 选用碳钢无缝光管 ，则内径 。（6） 假设管内流速：根据参考文献1， 表1-3，得 初选管内流速 由 ，得：根圆整到86根。（7） 由换热面积确定管子长度 :由 得 取管程数 ,则 根据参考文献4，圆整到标准值 （8） 确定布管图，壳体直径由参考文献4，,表13确定：浮头式换热器壳体内经，限定圆 当管子按正方形排列时， 管束中心线上最外层

5、管中心至壳体内壁的距离，一般取 查参考文献4，表12，换热管中心距，分程隔板两侧相邻管中心距 由参考文献3，式2-9粗估壳体内经 圆整到。 取 取 则 （9） 计算管内对流换热系数： （10） 计算管外对流传热系数：折流板间距 取 折流板数 查参考文献3，,式2.17壳体面积： 壳体侧流体流速： 壳体当量直径： 查参考文献1，： 式中为弓形折流板缺圆高度百分数，国际系列。 科恩传热因子 水垢热阻 丙二烯污垢热阻 符合设计要求（11） 接管处速度计算 管程： 取圆整。 壳程： 取圆整 。三、校核计算（1） 壁温核算 管侧壁温： 壳侧壁温：（2） 管程和壳程压降计算 管程阻力计算： 根据参考文献1

6、，表1-15查得 管内流动压降 回弯压降 进出口嘴子压力降 壳程阻力计算 管束流体压降查参考文献1，1-2-65 旁路挡板压降校正系数查参考文献1，表1-16 。导流板压降 导流板压降系数查参考文献1， 取进出口嘴子压力降 四、工艺计算结果项目数值项目数值1总的换热量 19折流板间距 2水质量流量 20折流板数 3逆流平均温差 21壳体平均流通面积 4温差修正系数 22壳侧当量直径 5初选传热系数 23壳侧流体速度 6换热管型号 24壳侧流体雷诺数 7估算换热面积 25壳侧流体换热系数 8单程换热管根数 26实际需要换热面积 9每根换热管长度 27实际对流换热系数10拉杆根数 28管程总压降 11拉杆直径 29壳程总压降 12壳体直径 30管程进出口直径 13管程雷诺数 3131壳程进出口直径14管内对流换热系数 32管程进出口流速 15换热管布管方式旋转正方形33壳程进出口流速16换热器形式浮头式换热器34壳体厚度 17管侧壁面温度 35换热器型号 18壳侧壁面温度五、参考文献1 刘巍著.冷换设备工艺计算手册.中国石化出版社.20032 钱颂文著.换热器设计手册.化学工业出版社.20063 史美中 王中铮主编.换热器原理与