換熱器設(shè)計(jì)計(jì)算

1、換熱器設(shè)計(jì)計(jì)算步驟1. 管外自然對(duì)流換熱2. 管外強(qiáng)制對(duì)流換熱3. 管外凝結(jié)換熱已知：管程油水混合物流量 G ( m3/d)，管程管道長(zhǎng)度 L (m)，管子外徑do (m)， 管子內(nèi)徑di (m)，熱水溫度 t ， 油水混合物進(jìn)口溫度 t1, 油水混合物出口溫度 t2” 。1. 管外自然對(duì)流換熱1.1 壁面溫度設(shè)定首先設(shè)定壁面溫度，一般取熱水溫度和油水混合物出口溫度的平均值，tw ， 熱水溫度為t ，油水混合進(jìn)口溫度為，油水混合物出口溫度為。1.2 定性溫度和物性參數(shù)計(jì)算管程外為水，其定性溫度為管程外為油水混合物，定性溫度為根據(jù)表1油水物性參數(shù)表，可以查得對(duì)應(yīng)溫度下的油水物性參數(shù)值一般需要查出

2、的為密度 (),導(dǎo)熱系數(shù)，運(yùn)動(dòng)粘度，體積膨脹系數(shù)a，普朗特?cái)?shù)Pr。表1 油水物性參數(shù)表水tvaPr10999.70.5740.0000013060.0000879.5220998.20.5990.0000010060.0002097.0230995.60.6180.0000008050.0003055.4240992.20.6350.0000006590.0003864.31509980.6480.0000005560.0004573.5460983.20.6590.0000004780.0005222.9970997.70.6680.0000004150.0005832.5580971.80

3、.6740.0000003650.000642.2190965.30.680.0000003260.0006961.95100958.40.6830.0000002950.000751.75油tvaPr10898.80.14410.000564659120892.70.14320.000280.00069333530886.60.14230.000153185940880.60.14149.07E-05112150874.60.14055.74E-0572360868.80.13963.84E-0549370863.10.13870.00002735480857.40.13791.97E-05

4、26390851.80.1371.49E-05203100846.20.13611.15E-051601.3 設(shè)計(jì)總傳熱量和實(shí)際換熱量計(jì)算為比熱容，為總體積流量，分別為在油水混合物中油和水所占的百分比，油水混合物溫差，為總的質(zhì)量流量。實(shí)際換熱量Q0.9為換熱器效率，1.1為換熱余量。1.4 逆流平均溫差計(jì)算逆流平均溫差Tn ，其中和分別為和中較大的差值和較小的差值1.5 換熱系數(shù)的初選在計(jì)算中要對(duì)換熱系數(shù)K進(jìn)行迭代，因此現(xiàn)初選換熱系數(shù)K。則初選傳熱面積F總管數(shù)為，1.6 管程換熱系數(shù)計(jì)算從傳熱學(xué)角度，管程內(nèi)部屬于強(qiáng)制對(duì)流換熱。管程流通面積管程流速管程雷諾數(shù)（的數(shù)值是按照1.2中油水混合物定性溫

5、度對(duì)應(yīng)查得的數(shù)值）根據(jù)Re的大小判斷管內(nèi)油水混合物的流動(dòng)狀態(tài)為層流還是湍流一般Re>104，即為湍流，Re<104則為層流。(1) 管內(nèi)油水混合物換熱狀態(tài)為湍流換熱加熱流體時(shí)n=0.4，冷卻流體時(shí)n=0.3(2) 管內(nèi)油水混合物換熱狀態(tài)為層流換熱管程內(nèi)換熱系數(shù)1.7 殼程換熱系數(shù)計(jì)算殼程的換熱為自然對(duì)流換熱 相關(guān)物性參數(shù)見1.2查表計(jì)算所得，g為9.8.常數(shù)C和n的選取見表2殼程換熱系數(shù)當(dāng)管外為縱向沖刷為L(zhǎng)，當(dāng)管外為橫向沖刷為1.8 污垢熱阻計(jì)算水側(cè)油污 油水混合物油污塑料導(dǎo)熱系數(shù) 鋼管導(dǎo)熱系數(shù) 1.9 傳熱系數(shù)計(jì)算計(jì)算所得值和前面1.5設(shè)計(jì)選取進(jìn)行對(duì)比，如果一致則即為所求答案，如

6、果不一致，則把計(jì)算所得代入1.5，再次計(jì)算。2.0 管板計(jì)算中心管排數(shù) 管間距 管板直徑2. 管外凝結(jié)換熱1.1 壁面溫度設(shè)定首先設(shè)定壁面溫度，一般取熱水溫度和油水混合物出口溫度的平均值，tw ， 熱水溫度為t ，油水混合進(jìn)口溫度為，油水混合物出口溫度為。1.2定性溫度和物性參數(shù)計(jì)算管程外為水，其定性溫度為管程外為油水混合物，定性溫度為根據(jù)表1油水物性參數(shù)表，可以查得對(duì)應(yīng)溫度下的油水物性參數(shù)值一般需要查出的為密度 (),導(dǎo)熱系數(shù)，運(yùn)動(dòng)粘度，體積膨脹系數(shù)a，普朗特?cái)?shù)Pr。表1 油水物性參數(shù)表水tvaPr10999.70.5740.0000013060.0000879.5220998.20.599

7、0.0000010060.0002097.0230995.60.6180.0000008050.0003055.4240992.20.6350.0000006590.0003864.31509980.6480.0000005560.0004573.5460983.20.6590.0000004780.0005222.9970997.70.6680.0000004150.0005832.5580971.80.6740.0000003650.000642.2190965.30.680.0000003260.0006961.95100958.40.6830.0000002950.000751.75油

8、tvaPr10898.80.14410.000564659120892.70.14320.000280.00069333530886.60.14230.000153185940880.60.14149.07E-05112150874.60.14055.74E-0572360868.80.13963.84E-0549370863.10.13870.00002735480857.40.13791.97E-0526390851.80.1371.49E-05203100846.20.13611.15E-051601.3 設(shè)計(jì)總傳熱量和實(shí)際換熱量計(jì)算為比熱容，為總體積流量，分別為在油水混合物中油和水所占

9、的百分比，油水混合物溫差，為總的質(zhì)量流量。實(shí)際換熱量Q0.9為換熱器效率，1.1為換熱余量。1.4逆流平均溫差計(jì)算逆流平均溫差Tn ，其中和分別為和中較大的差值和較小的差值1.5 換熱系數(shù)的初選在計(jì)算中要對(duì)換熱系數(shù)K進(jìn)行迭代，因此現(xiàn)初選換熱系數(shù)K。則初選傳熱面積F總管數(shù)為，1.6 管程換熱系數(shù)計(jì)算從傳熱學(xué)角度，管程內(nèi)部屬于強(qiáng)制對(duì)流換熱。管程流通面積管程流速管程雷諾數(shù)（的數(shù)值是按照1.2中油水混合物定性溫度對(duì)應(yīng)查得的數(shù)值）根據(jù)Re的大小判斷管內(nèi)油水混合物的流動(dòng)狀態(tài)為層流還是湍流一般Re>104，即為湍流，Re<104則為層流。(3) 管內(nèi)湍流換熱加熱流體時(shí)n=0.4，冷卻流體時(shí)n=0

10、.3(4) 管內(nèi)層流換熱管程內(nèi)換熱系數(shù)1.7 殼程換熱系數(shù)計(jì)算殼程的換熱為凝結(jié)換熱r為對(duì)應(yīng)蒸汽溫度t下的氣化潛熱當(dāng)蒸汽沖刷豎管壁，L為管長(zhǎng)。當(dāng)蒸汽橫向沖刷，L為管道外徑1.8 污垢熱阻計(jì)算水側(cè)油污 油水混合物油污塑料導(dǎo)熱系數(shù) 鋼管導(dǎo)熱系數(shù) 1.9 傳熱系數(shù)計(jì)算計(jì)算所得值和前面1.5設(shè)計(jì)選取進(jìn)行對(duì)比，如果一致則即為所求答案，如果不一致，則把計(jì)算所得代入1.5，再次計(jì)算。2.0 管板計(jì)算中心管排數(shù) 管間距 管板直徑3. 管外強(qiáng)制對(duì)流換熱3.1溫度油水混合進(jìn)口溫度為，油水混合物出口溫度為。管外熱水進(jìn)口溫度為，管外熱水進(jìn)口溫度為，3.2定性溫度和物性參數(shù)計(jì)算管程外為水，其定性溫度為管程外為油水混合物，

11、定性溫度為根據(jù)表1油水物性參數(shù)表，可以查得對(duì)應(yīng)溫度下的油水物性參數(shù)值一般需要查出的為密度 (),導(dǎo)熱系數(shù)，運(yùn)動(dòng)粘度，體積膨脹系數(shù)a，普朗特?cái)?shù)Pr。表1 油水物性參數(shù)表水tvaPr10999.70.5740.0000013060.0000879.5220998.20.5990.0000010060.0002097.0230995.60.6180.0000008050.0003055.4240992.20.6350.0000006590.0003864.31509980.6480.0000005560.0004573.5460983.20.6590.0000004780.0005222.99709

12、97.70.6680.0000004150.0005832.5580971.80.6740.0000003650.000642.2190965.30.680.0000003260.0006961.95100958.40.6830.0000002950.000751.75油tvaPr10898.80.14410.000564659120892.70.14320.000280.00069333530886.60.14230.000153185940880.60.14149.07E-05112150874.60.14055.74E-0572360868.80.13963.84E-0549370863

13、.10.13870.00002735480857.40.13791.97E-0526390851.80.1371.49E-05203100846.20.13611.15E-051603.3 設(shè)計(jì)總傳熱量和實(shí)際換熱量計(jì)算為比熱容，為總體積流量，分別為在油水混合物中油和水所占的百分比，油水混合物溫差，為總的質(zhì)量流量。實(shí)際換熱量Q0.9為換熱器效率，1.1為換熱余量。3.4 逆流平均溫差計(jì)算逆流平均溫差Tn ，其中和分別為和中較大的差值和較小的差值3.5 換熱系數(shù)的初選在計(jì)算中要對(duì)換熱系數(shù)K進(jìn)行迭代，因此現(xiàn)初選換熱系數(shù)K。則初選傳熱面積F總管數(shù)為，3.6 管程換熱系數(shù)計(jì)算從傳熱學(xué)角度，管程內(nèi)部屬于強(qiáng)制對(duì)流換熱。管程流通面積管程流速管程雷諾數(shù)（的數(shù)值是按照1.2中油水混合物定性溫度對(duì)應(yīng)查得的數(shù)值）根據(jù)Re的大小判斷管內(nèi)油水混合物的流動(dòng)狀態(tài)為層流還是湍流一般Re>104，即為湍流，Re<104則為層流。(5) 管內(nèi)湍流換熱加熱流體時(shí)n=0.4，冷卻流體時(shí)n=0.3(6) 管內(nèi)層流