列管式換熱器設(shè)計(jì)方案計(jì)算過(guò)程參考

1、某工廠(chǎng)的苯車(chē)間，需將苯從其正常沸點(diǎn)被冷卻到30，出口溫度自定。30 kPa。1=30，2=38，因此平均溫度下冷卻水物性如下：32=0.72732=1.1540；使用的冷資料個(gè)人收集整理，資料個(gè)人收集整理，某工廠(chǎng)的苯車(chē)間，需將苯從其正常沸點(diǎn)被冷卻到30，出口溫度自定。30 kPa。1=30，2=38，因此平均溫度下冷卻水物性如下：32=0.72732=1.1540；使用的冷資料個(gè)人收集整理，資料個(gè)人收集整理，的傳熱面積，設(shè)計(jì)換熱器的結(jié)構(gòu)和尺寸， 并要求核對(duì)換熱器壓強(qiáng)降是否符合小于 30 kPa 的要求。各項(xiàng)設(shè)計(jì)均可參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)完成。具體項(xiàng)目如下：設(shè)計(jì)要求：1. 卻劑為冷卻水，其進(jìn)

2、口溫度為勿做商業(yè)用途2. 物料（苯）的處理量為 1000 噸/日。3. 要求管程、殼程的壓力降均小于1、換熱器類(lèi)型的選擇。列管式換熱器2、管程、殼程流體的安排。水走管程，苯走殼程，原因有以下幾點(diǎn)：1.苯的溫度比較高，水的溫度比較低，高溫的適合走管程，低溫適合走殼程2.傳熱系數(shù)比較大的適合走殼程，水傳熱系數(shù)比苯大3.干凈的物流宜走殼程。而易產(chǎn)生堵、結(jié)垢的物流宜走管程。3、熱負(fù)荷及冷卻劑的消耗量。冷卻介質(zhì)的選用及其物性。 按已知條件給出，冷卻介質(zhì)為水，根進(jìn)口溫度 t冷卻水出口溫度設(shè)計(jì)為 t勿做商業(yè)用途密度=994kg/m 粘度 10-3Pa.s導(dǎo)熱系數(shù) =62.610-2 W/(m.K) 比熱容

3、Cpc=4.184 kJ/(kg.K) 苯的物性如下：進(jìn)口溫度： 80.1 出口溫度： 40密度=880kg/m 粘度 10-3Pa.s導(dǎo)熱系數(shù) =14.810-2 W/(m.K) 比熱容 Cpc=1.6 kJ/(kg.K) 苯處理量： 1000t/day=41667kg/h=11.57kg/s 1 / 6 資料個(gè)人收資料個(gè)人收203頁(yè)得出溫度校正系數(shù)為=75m219mm2mm ，取 n為 123=12.9m 資料個(gè)人收資料個(gè)人收203頁(yè)得出溫度校正系數(shù)為=75m219mm2mm ，取 n為 123=12.9m 0.8，適合單殼程換熱器，平資料個(gè)人集整理，勿做商業(yè)用途冷卻水用量：Wc=Q/cp

4、c(t2-t1)=7.4105/4.1841000(38-30)=22.1kg/s集整理，勿做商業(yè)用途4、傳熱面積的計(jì)算。平均溫度差資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途確定 R和 P值資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途查閱化工原理上冊(cè)均溫度差為tm=tm0.9=27.20.9=24.5 由化工原理上冊(cè)表 4-1估算總傳熱系數(shù) K（估計(jì)）為 400W/（m2）估算所需要的傳熱面積：S0=5、換熱器結(jié)構(gòu)尺寸的確定，包括：（1）傳熱管的直徑、管長(zhǎng)及管子根數(shù)；由于苯屬于不易結(jié)垢的流體，采用常用的管子規(guī)格管內(nèi)流體流速暫定為 0.7m/s 所需要的管子數(shù)目：收集整理，勿做商業(yè)用途管長(zhǎng)：2 / 6 資料個(gè)人收集整理，

5、勿做商業(yè)用途19(600mm。此時(shí)長(zhǎng)徑比為 7.5，符合 6-10的范圍。ip113MPa；0.65（單面焊），腐蝕裕度 C900113=21.1，取整 21根21根管道時(shí)，按照正三角形排列，可排資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途19(600mm。此時(shí)長(zhǎng)徑比為 7.5，符合 6-10的范圍。ip113MPa；0.65（單面焊），腐蝕裕度 C900113=21.1，取整 21根21根管道時(shí)，按照正三角形排列，可排373根。資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途W(wǎng)/(m2K) o=300mm B=（4.5-0.1 B=151)+228.5=537.0mm，按照標(biāo)準(zhǔn)尺寸資料個(gè)人收C4mm，所以0.65331根，

6、每邊各資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途0.647.2 8mm8mm管子的排列方式及管子與管板的連接方式 : 管子的排列方式，采用正三角形排列；管子與管板的連接，采用焊接法。（2）殼體直徑；e取 1.5d0，即 e=28.5mm Di=t(nc1)+2e=進(jìn)行整圓，殼體直徑為集整理，勿做商業(yè)用途殼體壁厚的計(jì)算pD2選取設(shè)計(jì)壓力 p=0.6MPa，殼體材料為 Q235，查的相應(yīng)的許用應(yīng)力焊接系數(shù)0.62排管方式：橫過(guò)中心的管子數(shù)目： nc=有排管圖得出，中心有加 8根，總共可以排列 379根，除去 6根拉桿，總共可以排出 373，與上述計(jì)算相差不大，所以實(shí)際管子數(shù)目為實(shí)際傳熱面積 S0=Ndo（L-

7、0.1）=3733.140.019（4.5-0.1）=97.9m2資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途實(shí)際傳熱系數(shù) K=（3）折流板尺寸和板間距；選取折流板與殼體間的間隙為 3.5mm，因此，折流板直徑 Dc=600-23.5=593mm 切去弓形高度 h=0.25D=0.25 600=150mm 取折流板間距 h那么 N ）/0.3=14.6 , 取整得 N 塊實(shí)際折流板間距 h= （L-0.1 ）/(N+1)= （4500-100）/（15+1）=275mm 拉桿的直徑和數(shù)量與定距管的選定。選用12mm鋼拉桿，數(shù)量 6 條。定距管采用與換熱管相同的管子，即 19mm3 / 6 50，故需不慮設(shè)置

8、溫度補(bǔ)償圈。=0.15m =0.106m i 1+ 2）Ft sNpp=3，串聯(lián)殼程數(shù)t=1.5,i資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途2=3i150，故需不慮設(shè)置溫度補(bǔ)償圈。=0.15m =0.106m i 1+ 2）Ft sNpp=3，串聯(lián)殼程數(shù)t=1.5,i資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途2=3i1 2） sNs,資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途N 19mm2mm的換熱管，結(jié)構(gòu)校正系數(shù)為取 =0.2mm ， 即 資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途/2=3X880X0.7 /2=58.8Pa s=1，對(duì)于2溫度補(bǔ)償圈的選用。由于（80.1+40）/2-(30+38)/2=26.05（4）流體進(jìn)出口接管直

9、徑等。苯的進(jìn)出口管道直徑：經(jīng)圓整采用 159mm10mm熱軋無(wú)縫鋼管，實(shí)際苯的進(jìn)出口管內(nèi)流速為=0.867m2水的進(jìn)出口管道直徑：經(jīng)圓整采用 108mm5mm熱軋無(wú)縫鋼管，實(shí)際水的進(jìn)出口管內(nèi)流速為=2.5m 6、管、殼程流體的壓力降計(jì)算。管程壓降： p=（p p N管程數(shù) NF 。Re=/d =0.2/14=0.015查表，得到 =0.044 =5066.6Papp=5066.631.5+58.8=22849.7Pa 30Kpa，滿(mǎn)足條件殼程壓降： po=（p +p F 由于管子排列方式對(duì)壓強(qiáng)降的校正因子：F=0.5（正三角形排列）4 / 6 e=Vsdt=7456.5, fuo21=FfoN

10、c(NB+1)2h u2=N（Bi 1+p2）FtNs=(1718.5+3096.8)1 1 bdKo(計(jì)）= dii 0i ei=570.8W/( m2 .K)ow0.14=1.05 =0.0136m資料個(gè)人收集整理，勿=oo=522oD 2e=Vsdt=7456.5, fuo21=FfoNc(NB+1)2h u2=N（Bi 1+p2）FtNs=(1718.5+3096.8)1 1 bdKo(計(jì)）= dii 0i ei=570.8W/( m2 .K)ow0.14=1.05 =0.0136m資料個(gè)人收集整理，勿=oo=522oD 2+Rso+o的計(jì)算.8d資 =0.36V)Re =0.13=0

11、.50.12821X（15+1）9940.401 /2=1718.5Pa2o si o om i iPrioosh(D-0.228資料個(gè)人2+R +0.3den do)d dd diRe=c0.55o=0.401m/s Pr1/3w0.14做商業(yè)用途uo =hD(1Re=收集整理，勿做商業(yè)用途p資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途p 3.5- ） =15(3.5-2 0.275/0.6) 9940.401 /2=3096.8Pa資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途p=（p 1.15=5537.6Pa30Kpa資料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途傳熱系數(shù)校正總傳熱系數(shù)由下式計(jì)算：其中，管內(nèi)苯的傳熱系數(shù) =0.023 R=0.023料個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途管間水的傳熱系數(shù) 的計(jì)算由于水被加熱，取粘度校正系數(shù)5 / 6 o1.719710 ( m .K)/W，鋼管導(dǎo)熱系數(shù)m.K)=-3,一般 Ko（計(jì)o1.719710 ( m .K)/W，鋼管導(dǎo)熱系數(shù)m.K)=-3