管殼式熱交換器的熱力計算課件

PrincipiaandDesignofHeatExchangerDevice熱交換器原理與設(shè)計山東大學(xué)·能源與動力工程學(xué)院杜文靜PrincipiaandDesignofHeat第二章

管殼式換熱器一．管殼式熱交換器的結(jié)構(gòu)計算結(jié)構(gòu)計算的目的在于確定設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)和尺寸，包括：(1)計算管程流通截面積，包括確定管子尺寸、數(shù)目、管程數(shù)，并選擇管子的排列方式等；(2)確定殼體直徑；(3)計算殼程流通截面積，包括折流板類型；(4)計算進出口連接管尺寸。第二章管殼式換熱器一．管殼式熱交換器的結(jié)構(gòu)計算1.管程流通截面積基于連續(xù)性方程，質(zhì)量守恒方程

所需管子數(shù)問題:怎么確定管程的流速？1.管程流通截面積所需管子數(shù)問題:怎么確定管程的流速

tubelength換熱器的管子長度和殼體直徑之比一般在4~25之間，通常是6~10。

如果管長過長，則應(yīng)做成多流程的熱交換器。Zt:管程數(shù)tubelength換熱器的管子長度和殼體直徑之比一般2.殼體直徑的確定

下述公式可用來粗估內(nèi)徑：將計算數(shù)值圓整到標(biāo)準(zhǔn)尺寸根據(jù)GB151-1999中相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進行選擇。2.殼體直徑的確定3.殼程流通截面積的確定a.縱向隔板，要確定其長度。

采用連續(xù)性方程。標(biāo)準(zhǔn)：使流體在縱向隔板轉(zhuǎn)彎時的流速與各流程中順管束流動時速度基本相等。問題:怎么確定殼程流速？3.殼程流通截面積的確定問題:怎么確定殼程流速？b.弓形折流板，要確定其缺口高度。標(biāo)準(zhǔn)：流體在缺口處的流通截面積與流體在兩折流板間錯流的流通截面積相接近，以免因流動速度變化引起壓降。問題：弓形缺口處的流速如何來計算？b.弓形折流板，要確定其缺口高度。問題：弓形缺口處的流速如管殼式熱交換器的熱力計算課件c.盤環(huán)型折流板標(biāo)準(zhǔn)：每個位置的速度都應(yīng)和其他位置接近。c.盤環(huán)型折流板4.進出口連接管基于連續(xù)性方程需將計算得到的管徑，圓整到最接近的標(biāo)準(zhǔn)管徑。4.進出口連接管二．管殼式熱交換器的熱力計算

1．總傳熱系數(shù)

gi internalfoulingresistance 管內(nèi)壁的污垢熱阻

go externalfoulingresistance 管外壁的污垢熱阻

dw thicknessoftube

管壁厚度

lw thermalconductivity 管材的導(dǎo)熱系數(shù)

d0 tubeoutsidediameter 管子的內(nèi)徑

di tubeinsidediameter 管子的外徑

dmtubemeandiameter

管子平均直徑(d0-di)/ln(do/di)二．管殼式熱交換器的熱力計算gi intern

2.對流換熱系數(shù)和柯爾本傳熱因子復(fù)習(xí)幾個無量綱溫度

a:

表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)；

l:特征長度；

l:

導(dǎo)熱系數(shù)Kn:

運動粘度；a:

熱擴散率

u:

流體的速度；

l:

特征長度；

n:

運動粘度St???2.對流換熱系數(shù)和柯爾本傳熱因子復(fù)習(xí)幾個無量綱溫度對流換熱系數(shù)和柯爾本傳熱因子ColburnheattransferfactorColburnmasstransferfactor對流換熱系數(shù)和柯爾本傳熱因子Colburnheattra管殼式熱交換器的熱力計算課件管殼式熱交換器的熱力計算課件管殼式熱交換器的熱力計算課件廷克模型A:管子和折流板上的管孔之間存在間隙，流體泄漏。B:叉流C:最外層管子和殼體之間存在間隙，流體泄漏。D:折流板和殼體之間存在間隙，流體泄漏。E:分程管板處的旁路。DE廷克模型A:管子和折流板上的管孔之間存在間隙，流體泄漏。D管殼式熱交換器的熱力計算課件管殼式熱交換器的熱力計算課件管殼式熱交換器的熱力計算課件三.壓降計算，阻力計算壓降和阻力計算包括殼程和管程流體的壓降和阻力計算。三.壓降計算，阻力計算壓降和阻力計算包括殼程和管程流體的壓管殼式熱交換器的熱力計算課件管殼式熱交換器的熱力計算課件管殼式熱交換器的熱力計算課件管殼式熱交換器的熱力計算課件管殼式熱交換器的熱力計算課件管殼式熱交換器的熱力計算課件管殼式熱交換器的熱力計算課件管殼式熱交換器的熱力計算課件5.管殼式換熱器的熱補償