化工原理课程设计--用水冷却煤油产品的列管式换热器的工艺设计

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《化工原理》课程设计--煤油冷却器的设计

《化工原理》课程设计--煤油冷却器的设计

《化工原理》课程设计任务书一、设计题目:煤油冷却器的设计二、原始数据及操作条件1、处理能力8万吨/年2、设备形式列管式3、煤油T入= 140℃,T出= 40℃4、冷水T入= 25℃,T出= 40℃5、⊿P<=105Pa6、煤油ρ=825Kg/m3,η=7.15×10-4Pa.S C V=2.22K J/Kg.℃7、λ= 0.14W/(m.℃)8、每年按330天计,24小时/天连续进行。

三、设计要求选择适宜的列管式换热器并进行核算,绘制设备条件图(1号)一份,编制一份设计说明书(打印稿),其主要内容包括:1、前言2、生产条件的确定3、换热器的设计计算4、设计结果列表5、设计结果的讨论与说明6、注明参考和使用的设计资料7、结束语《化工原理》课程设计说明书一、前言在化工、石油、动力、制冷、食品等行业中广泛使用各换热器,且它们是这些行业的通用设备,并占有十分重要的地位。

随着我国工业的不断发展,对能源利用、开发和节约的要求不断提高,因而对换热器的要求也日益加强。

换热器的设计、制造、结构改进及传热机理的研究十分活跃,一些新型高效换热器相继问世。

随着换热器在工业生产中的地位和作用不同,换热器的类型也多种多样,不同类型的换热器各有优缺点,性能各异。

在换热器设计中,首先应根据工艺要求选择适用的类型,然后计算换热所需传热面积,并确定换热器大的机构尺寸。

列管式换热器的应用已有很悠久的历史。

在化工、石油、能源设备等部门,列管式换热器仍是主要的换热设备。

列管换热器的设计资料已较为完善,已有系列化标准。

目前我国列管换热器的设计、制造、检验、验收按“钢制管壳式(即列管式)换热器”(GB151)标准执行。

列管式换热器主要有固定管板式换热器、浮头式换热器、U型管换热器和填料函式换热器等。

固定管板式换热器有结构简单、排管多等优点。

但由于结构紧凑,固定管板式换热器的壳侧不易清洗,而且当管束和壳体之间的温差太大时,管子和管板易发生脱离,故不适用与温差大的场合。

化工原理课程设计—水冷却煤油列管式换热器

化工原理课程设计—水冷却煤油列管式换热器

XX大学XX学院化工原理课程设计班级姓名学号指导教师 ____二零一X年X月X日化工原理课程设计任务书皖西学院生物与制药工程学院课程设计说明书题目:水冷却煤油列管式换热器的设计课程:化工原理系(部):专业:班级:学生姓名:学号:指导教师:完成日期:课程设计说明书目录第一章设计资料一、设计简介 (5)二、设计任务、参数和质量标准 (7)第二章工艺设计与说明一、工艺流程图 (8)二、工艺说明 (8)第三章物料衡算、能量衡算与设备选型一、物料衡算 (9)二、能量衡算 (11)三、主要设备选型 (13)第四章结论与分析结论与分析 (15)第五章设计总结设计总结 (17)参考文献 (17)第一章设计资料一、设计简介换热器是许多工业生产部门的通用工艺设备,尤其是石油、化工生产应用更为广泛。

在化工厂中换热器可用作加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等。

进行换热器的设计,首先是根据工艺要求选用适当的类型,同时计算完成给定生产任务所需的传热面积,并确定换热器的工艺尺寸。

根据操作条件设计出符合条件的换热器,设计方案的确定包括换热器形式的选择,加热剂或冷却剂的选择,流体流入换热器的空间以及流体速度的选择。

本课程设计是根据任务给出的操作目的及条件、任务,合理设计适当的换热器类型,以满足生产要求。

1、固定板式换热器(代号G)设备型号内容有:壳体公称直径(mm),管程数,公称压力(×9.81×104 Pa),公称换热面积(m2),如G800I-6-100型换热器,G表示固定板式列管换热器,壳体公称直径为800mm,管程数为1,公称压力为6×9.81×104 Pa,换热面积为100m22、浮头式列管换热器(代号F)设备型号内容有:壳体公称直径(mm),传热面积(m2),承受压力(×9.81×104 Pa),管程数,如F A600-13-16-2型换热器,F代表浮头是列管换热器,B表示换热器为管径错误!未找到引用源。

煤油冷却器的设计 化工原理课程设计

煤油冷却器的设计 化工原理课程设计

课程设计课程名称化工原理课程设计题目名称煤油冷却器的设计专业班级食品营养与检测学生姓名学号指导教师二O O年12 月31 日目录1.设计任务 ----------------- 12. 设计计算 ----------------- 2(1)确定设计方案 ---------------------- 2(2)确定物性系数-------------------------- 2(3)计算总传热系数 ------------------- 3 (4)计算传热面积--------------------------- 4(5)工艺结构尺寸--------------------------- 4(6)换热器核算 ------------------------ 53. 换热器主要结构尺寸和计算结果表1 9煤油冷却器的设计列管式换热器【设计任务】一、设计题目列管式换热器的设计二、设计任务及操作条件(1)处理能力: M*103 t/Y(其中:M=30+学号后两位)煤油(2)设备型式: 列管式换热器(3)操作条件①煤油:入口温度110℃,出口温度60℃。

②冷却介质:循环水,入口温度29℃,出口温度39℃。

③允许压降:不大于105 Pa。

④煤油定性温度下的物性数据:定压比热容=3.297kJ/(kg.℃)导热系数=0.0279 W/(m.0C)⑤每年按330天计,每天24小时连续运行。

(4)建厂地址蚌埠地区三、设计要求试设计一台适宜的列管式换热器完成该生产任务。

【设计计算】一、确定设计方案1.选择换热器的类型两流体温度变化情况:热流体进口为温度110℃,出口温度60℃;冷流体(循环水)进口温度29℃,出口温度39℃。

该换热器用循环水冷却,冬季操作时进口温度会降低,考虑到这一因素,估计该换热器的管壁温度和壳体温度之差较大,因此初步确定选用带膨胀节的固定管板式换热器。

2.流动空间及流速的确定由于循环冷却水较易结垢,为便于水垢清洗,应使循环水走管程,油品走壳程。

化工课程设计--用水冷却煤油产品的多程列管式换热器设计

化工课程设计--用水冷却煤油产品的多程列管式换热器设计

化工课程设计--用水冷却煤油产品的多程列管式换热器设计化工原理课程设计设计书专业年级 2011级应用化学小组成员指导教师日期 2014-5-27目录目录…………………………………………………第一章设计任务书 (1)第二章概述 (2)第三章结构设计与说明 (4)第四章换热器的设计计算 (5)第五章总结 (16)第六章参考文献 (18)第一章设计任务书一、设计名称用水冷却煤油产品的多程列管式换热器设计二、设计任务使煤油从140℃冷却到40℃,压力1bar(100kpa) ,冷却剂为水,水压力为3bar(300kpa),处理量为10t/h。

三、设计任务1 合理的参数选择和结构设计2 传热计算和压降计算:设计计算和校核计算四、设计说明书内容1 传热面积2 管程设计包括:总管数、程数、管程总体阻力校核3 壳体直径4 结构设计包括流体壁厚5 主要进出口管径的确定包括:冷热流体的进出口管五、设计进度1 设计动员,下达设计任务书 0.5天2 搜集资料,阅读教材,拟定设计进度 1.5天3 设计计算(包括电算,编写说明书草稿) 5-6天4 绘图 3-4天5 整理,抄写说明书 2天第二章概述化工生产中,无论是化学过程还是物理过程,几乎都需要热量的引入和导出.例如在绝大多数化学反应过程和物理过程都是在一定温度下进行的,为了使物系达到并保持指定的温度,就要预先对物料进行加热或冷却,并在很多过程进行时,也要及时取走过程放出的热量或补充过程吸收的热量.工业上用于传热过程的基本设备称为换热器.在化工生产中,最常见的是两流体间的热交换.而且多是间壁式换热,两流体不接触,不混合.冷热两流体在传热是被固体壁面(传热面)所隔开,两流体分别在壁画两侧流动.典型的换热器有套管式换热器和列管式换热器. 列管式换热器是目前化工及酒精生产上应用最广的一种换热器。

它主要由壳体、管板、换热管、封头、折流挡板等组成。

所需材质,可分别采用普通碳钢、紫铜、或不锈钢制作。

化工原理课程设计 列管式换热器

化工原理课程设计 列管式换热器

化工原理课程设计列管式换热器设计要求:设计一个列管式换热器,实现两种不同温度的流体之间的热量传递。

设计要求如下:1. 列管式换热器采用直管式结构,热传导介质为水和油;2. 设计流量分别为水流量 Q1 = 500 L/h,油流量 Q2 = 300 L/h;3. 设计温度分别为水的进口温度 T1i = 80℃,油的进口温度T2i = 120℃;4. 确定水的出口温度 T1o 和油的出口温度 T2o;5. 选择合适的换热器材料,确保换热效果良好;6. 根据设计参数计算所需的换热面积 A 和换热效率η。

设计方案:1. 确定管径和管长:首先根据水和油的流量和温度差,计算所需的换热面积。

然后确定换热器的尺寸,其中包括管径和管长。

2. 选择换热器材料:根据换热介质的性质和工作条件,选择合适的换热器材料,例如不锈钢。

3. 计算出口温度:根据热平衡原理,计算水和油的出口温度。

假设换热器满足热平衡条件,即水的热量损失等于油的热量增加。

4. 计算换热面积:根据换热器的尺寸和热传导方程,计算所需的换热面积。

5. 计算换热效率:根据热平衡原理和换热器的热传导性能,计算换热效率。

实施步骤:1. 根据设计流量和温度差,计算所需的换热面积。

假设水和油的传热系数均为常数,可以使用换热传导方程进行计算。

2. 根据所需的换热面积和理论计算值,选择合适的换热器尺寸。

3. 根据所选换热器材料,计算换热器的尺寸和管径。

假设管壁温度近似等于流体温度。

4. 根据热平衡原理,计算出口温度。

假设热平衡条件满足,即水的热量损失等于油的热量增加。

5. 根据所选材料和尺寸,计算换热效率。

假设换热器的热传导系数为常数,使用换热效率计算公式进行计算。

总结:本课程设计主要针对列管式换热器的设计,通过选择合适的换热器材料和计算换热器的尺寸,实现了水和油之间的热量传递。

根据设计要求,通过计算出口温度和换热效率,验证了设计方案的合理性。

设计过程需要考虑多方面的因素,如流体性质、流量和温度差等。

用水冷却苯列管式换热器课程设计

用水冷却苯列管式换热器课程设计

一、课程设计要求1、课程背景水冷却苯列管式换热器,是一种用水作为冷却剂的换热器,其结构简单,体积小,重量轻,安装方便,维护方便,制造成本低,使用寿命长,是一种常用的换热设备。

水冷却苯列管式换热器的热交换效果良好,可以有效地降低系统的运行成本,提高系统的性能。

2、课程目标(1)了解水冷却苯列管式换热器的结构特点;(2)学习水冷却苯列管式换热器的工作原理;(3)掌握水冷却苯列管式换热器的设计及选型方法;(4)掌握水冷却苯列管式换热器的安装及维护方法。

3、课程内容(1)水冷却苯列管式换热器的结构特点:水冷却苯列管式换热器由冷却水管、苯列管、热交换管、热交换器等组成。

冷却水管是将冷却水从水泵流入换热器的主要组成部分,苯列管是将冷却水从换热器流出的主要组成部分,热交换管是将热量从一侧转移到另一侧的主要组成部分,热交换器是将热量从一侧转移到另一侧的主要组成部分。

(2)水冷却苯列管式换热器的工作原理:水冷却苯列管式换热器的工作原理是将冷却水从水泵流入换热器,经过热交换管和热交换器,将热量从一侧转移到另一侧,冷却水经过苯列管流出换热器,从而达到冷却的目的。

(3)水冷却苯列管式换热器的设计及选型:设计水冷却苯列管式换热器时,需要考虑换热器的热量转移量、流量、压降、冷却水的温度等,以确定换热器的结构及尺寸,并考虑换热器的工作条件,选择合适的材料,确定换热器的设计及选型。

(4)水冷却苯列管式换热器的安装及维护:安装水冷却苯列管式换热器时,应注意换热器的安装位置,以确保换热器的正常运行,并应注意防止换热器的振动及冲击,以减少换热器的损坏。

维护水冷却苯列管式换热器时,应定期检查换热器的工作状态,及时清洗换热器内部的污垢,以确保换热器的正常运行。

二、实验设计1、实验目的(1)了解水冷却苯列管式换热器的热性能;(2)熟悉水冷却苯列管式换热器的安装及维护方法。

2、实验内容(1)测量水冷却苯列管式换热器的热性能:实验中,使用热量计测量水冷却苯列管式换热器的热量转移量、流量、压降、冷却水的温度等,以确定换热器的热性能。

化工原理课程设计任务书-用水冷却煤油产品的列管式换热器的设计

化工原理课程设计任务书-用水冷却煤油产品的列管式换热器的设计

化工原理课程设计设计题目:用水冷却煤油产品的列管式换热器的设计实用文档目录(一)综述 (2)1.换热器类型 (2)2.换热器的主要用途........................ (2)(二)课程任务设计书 (3)1.设计题目 (3)2.设计条件 (3)(三)设计方案简介 (4)1.流动空间的确定 (4)2.定性温度 (4)3.水和煤油的物理性质 (4)(四)计算总的传热系数 (4)1.热流量及温度计算 (4)2.平均温度校正 (5) (5)3.确定总的传热系数K估4.选择换热器类型 (5)(五)换热总传热系数核算 (6)1.壳程对流传热系数 (6)实用文档2. 管程对流传热系数 (7)3. 污垢热阻 (8)4.传热系数K (8)(六)计算传热面积裕度 (8)1.换热器实际面积 (8)2.面积裕度 (8)(七)核算压强降 (8)1.管程压力降的核算 (8)2.壳程压力降核算 (9)(八)设计结果总览 (11)(九)实验心得 (11)(十)参考文献 (12)(一)综述实用文档换热器的分类与比较,根据冷、热流体热量交换的原理和方式,器基本上可分为三大类即间壁式混合式和蓄热式,其中间壁式换热器应用最多,所以主要讨论此类换热器。

1.换热器的主要类型表面式换热器表面式换热器是温度不同的两种流体在被壁面分开的空间里流动,通过壁面的导热和流体在壁表面对流,两种流体之间进行换热。

表面式换热器有管壳式、套管式和其他型式的换热器。

蓄热式换热器蓄热式换热器通过固体物质构成的蓄热体,把热量从高温流体传递给低温流体,热介质先通过加热固体物质达到一定温度后,冷介质再通过固体物质被加热,使之达到热量传递的目的。

蓄热式换热器有旋转式、阀门切换式等。

流体连接间接式换热器流体连接间接式换热器,是把两个表面式换热器由在其中循环的热载体连接起来的换热器,热载体在高温流体换热器和低温流体之间循环,在高温流体接受热量,在低温流体换热器把热量释放给低温流体。

煤油换热器的设计方案

煤油换热器的设计方案

化工原理课程设计设计题目:用水冷却煤油产品的列管式换热器的设计设计者:班级:指导教师:设计成绩:计算说明书图纸总分日期:设计任务书一、设计题目:用水冷却煤油产品的列管式换热器的设计二、设计条件(1)煤油处理量:16吨/小时进口温度:130℃出口温度:40℃压强降:<101.3kPa(2)冷却水进口温度:10-20 ℃出口温度:30-40℃压强降:<101.3kPa三、设计任务:(1)根据设计条件选择合适的换热器型号,并核算换热面积、压力降是否满足要求,并设计管道与壳体的连接,管板与壳体的连接、折流板等。

(2)绘制列管式换热器的装配图。

(3)编写课程设计说明书。

目录一、设计条件 (4)二、设计说明书 (4)1、设计原则: (4)(1)满足工艺和操作的要求 (4)(2)满足经济上的要求 (4)(3)保证安全生产 (4)2、设计题目及原始数据 (5)3、论述换热器总体结构(换热器型式、主要结构)的选择 (5)3.1管束及管壳分程 (5)3.2传热管 (5)3.3管子布置 (5)3.4管板 (6)3.5管子与管板的连接 (6)3.6管板与壳体的连接 (6)3.7折流板 (6)3.8壳体直径及厚度 (7)3.9管子在管板上的固定方法 (7)3.10主要附件 (7)3.11材料选用 (7)4、换热器加热过程有关计算(物料衡算、热量衡算、传热面积、换热管型号、壳体直径等); (8)4.1初算传热面积 (8)4.2计算换热器的概略尺寸 (8)4.3流体定性温度的确定 (9)4.4总传热系数K的计算 (9)4.5管壁温度 (11)4.6压力损失计算 (11)5、设计结果概要(主要设备尺寸、衡算结果等) (13)6、参考文献 (14)7、设计评述 (14)一、设计条件1处理能力16吨/小时2.设备型式列管式换热器3.操作条件(1)煤油:入口温度130℃,出口温度40℃(2)冷却介质:自来水,入口温度10~20℃,出口温度30~40℃(3)允许压强降:小于101.3k Pa4.设计项目(1)设计方案简介:A.选择换热器的类型:两流体温的变化情况:热流体进口温度130℃出口温度40℃;冷流体进口温度10℃,出口温度为30℃,该换热器用循环冷却水冷却,初步确定选用列管式换热器。

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化工原理课程设计题目:用水冷却煤油产品的列管式换热器的工艺设计系别:班级:学号:姓名:指导教师:日期:2015年6月26日任务书一、设计题目:用水冷却煤油产品的列管式换热器的工艺设计二、设计任务:1、处理能力:45t/年煤油2、设备型号:列管式换热器3、操作条件:煤油:入口温度140℃,出口温度40℃冷却介质:循环水,入口温度20℃,出口温度30℃允许压降:不大于105Pa每年按330天计建厂地址:新乡三、设计要求1、选择适宜的列管式换热器并进行核算2、要进行工艺计算3、要进行主体设备的设计(主要设备尺寸、横算结果等)4、编写设计任务书5、进行设备结构图的绘制(设备技术要求、主要参数、接管表、部件明细表、标题栏。

)目录一、设计方案 (4)1.1换热器的选择 (4)1.2流动空间及流速的确定 (4)二、物性数据 (5)三、计算总传热系数: (5)3.3、估算传热面积 (5)3.3.1热流量 (5)3.3.2平均传热温差 (5)3.3.3传热面积 (5)3.3.4冷却水用量 (5)3.4、工艺结构尺寸 (6)3.4.1管径和管内流速 (6)3.4.2管程数和传热管数 (6)3.4.3平均传热温差校正及壳程数 (6)3.4.4传热管排列和分程方法 (7)3.4.5壳体内径 (7)3.4.6折流板 (7)3.4.7接管 (7)3.5换热器核算 (8)3.5.1热流量核算 (8)3.5.2换热器内流体的流动阻力 (10)四、设计结果设计一览表 (12)五、设计自我评价 (12)六、参考文献 (13)七、主要符号说明 (13)八、主体设备条件图及生产工艺流程图(附图) (13)一、设计方案1.1 换热器类型的选择列管式换热器有以下几种:1、固定管板式固定管板式换热器的两端管板和壳体制成一体,当两流体的温度差较大时,在外壳的适当位置上焊上一个补偿圈,(或膨胀节)。

当壳体和管束热膨胀不同时,补偿圈发生缓慢的弹性变形来补偿因温差应力引起的热膨胀。

特点:结构简单,造价低廉,壳程清洗和检修困难,壳程必须是洁净不易结垢的物料。

2、U形管式U形管式换热器每根管子均弯成U形,流体进、出口分别安装在同一端的两侧,封头内用隔板分成两室,每根管子可自由伸缩,来解决热补偿问题。

特点:结构简单,质量轻,适用于高温和高压的场合。

管程清洗困难,管程流体必须是洁净和不易结垢的物料。

3、浮头式换热器两端的管板,一端不与壳体相连,该端称浮头。

管子受热时,管束连同浮头可以沿轴向自由伸缩,完全消除了温差应力。

特点:结构复杂、造价高,便于清洗和检修,消除温差应力,应用普遍。

在本次设计任务中,两流体温度变化情况:热流体进口温度140℃,出口温度40℃;冷流体(循环水)进口温度25℃,出口温度40℃。

该换热器用循环冷却水冷却,冬季操作时进口温度会降低,最大使用温差小于120℃,,选用固定管板式换热器,又因为管壳两流体温差大于60℃,因此初步确定选用带膨胀节的固定管板式式换热器。

1.2 流动空间及流速的确定在固定管板式式换热器中,对于流体流径的选择一般可以考虑以下几点:(1) 不洁净和易结垢的流体宜走管内,以便于清洗管子。

(2) 腐蚀性的流体宜走管内,以免壳体和管子同时受腐蚀,而且管子也便于清洗和检修。

(3) 压强高的流体宜走管内,以免壳体受压。

(4) 饱和蒸气宜走管间,以便于及时排除冷凝液,且蒸气较洁净,冷凝传热系数与流速关系不大。

(5) 被冷却的流体宜走管间,可利用外壳向外的散热作用,以增强冷却效果。

(6) 需要提高流速以增大其对流传热系数的流体宜走管内,因管程流通面积常小于壳程,且可采用多管程以增大流速。

(7) 粘度大的液体或流量较小的流体,宜走管间,因流体在有折流挡板的壳程流动时,由于流速和流向的不断改变,在低Re(Re>100)下即可达到湍流,以提高对流传热系数。

由于循环冷却水较易结垢,为便于水垢清洗,应使循环水走管程,煤油走壳程。

选用ф25×2.5的碳钢管,管内流速取u i =1.5m/s。

二、确定物性数据三、换热器设计计算 (一)计算热流量m h =78.27777243001025=⨯⨯(kg/h ) Q h =m h c p h Δt h =27777.78×2.22×(140-40)=6.17×106kJ/h=1712.9 kW (二)平均传热温差39203040140ln )2030()40140(21ln 21'=-----=∆∆∆-∆=∆t t t t mt (℃) (三)传热面积假设壳程传热系数:α0=400 W (m 2•℃),管壁导热系数λ=45 W (m 2•℃) 则K=298.7W/(m 2·℃),则估算面积为:S ’=Q h /(K ×Δt m )=1.7139×106/(298.7×39)=147.04 (m 2)考虑15%的面积裕度则:S=1.15×147.04=169.1(m 2) (四)冷却水用量9.148701)3040(147.461017.6=-⨯⨯=∆=c c h t cp Q Wc (kg/h )3.4、工艺结构尺寸 3.4.1管径和管内流速选用ф25×2.5mm 碳钢管,取管内流速u i = 1.5m/s3.4.2管程数和传热管数依据传热管内径和流速确定单程传热管数5.1202.0785.0)7.9953600/(9.14870124⨯⨯⨯==cc V ud q s n π=88.07≈89(根) 按单程管计算,所需的传热管长度为:89025.014.319.169h ⨯⨯==s n d S L π=24(m ) 按单管程设计,传热管过长,宜采用多管程结构,根据本设计实际情况,采用标准设计,现取传热管长为l=6m ,则该换热器的管程数为:N P =L/l=24/6=4传热管总根数: N T =89×4=356(根)3.4.3平均传热温差校正及壳程数平均传热温差校正系数: R=(140-40)/(30-20)=10; P=(30-20)/(140-20)=0.083按单壳程,4管程结构,温差校正系数应查有关图表可得φΔt=0.9 平均传热温差Δt m =φΔtΔt m =0.9×39=35.1(℃)由于平均传热温差校正系数大于0.8,同时壳程流体流量较大,故取単壳程合适。

3.4.4传热管排列和分程方法采用组合排列法,即每程内均按正三角形排列,隔板两侧采用正方形排列。

取管心距t=1.25d h ,则t=1.25×25=31.25≈32(mm ) 横过管束中心线的管数(根)2335619.119.1===N n c3.4.5壳体内径采用多管程结构,取管板利用率η=0.7,则壳体内径为D=7.03563205.105.1⨯=ηN t =757.7 (mm) 按卷制壳体的进级挡,圆整可取D=800mm 。

3.4.6折流板采用弓形折流板,取弓形折流板圆缺高度为壳体内径的25%,则切去的圆缺高度为h =0.25×800=200(mm ) 折流板间距B=0.3D,则B=0.3×800=240mm 取250mm 。

折流板数 N B =折流板间距传热管长-1=2506000-1=23 (块)3.4.7接管壳程流体进出口接管:取接管内煤油流速为u =1.0m/s ,则接管内径为:D 1=11.00.114.3)8253600(8.27777441=⨯⨯⨯=u Vπ(m ),取管内径为110mm 。

管程流体进出口接管:取接管内循环水流速 u =1.5 m/s ,则接管内径为1885.114.3)7.9953600(9.14870142=⨯⨯⨯=D mm圆整可取2D =200mm 。

3.5换热器核算 3.5.1热流量核算 3.5.1.1壳程表面传热系数可采用克恩公式:14.03155.0h Pr Re 36.0⎪⎪⎭⎫⎝⎛=whh e d μμλα当量直径,由正三角排列得:de=020.0025.014.3)2025.0785.02032.0(4)24223(4=⨯⨯-⨯=-hd h d t ππ(m )壳程流通截面积:)032.0025.01(25.08.0)1(-⨯⨯=-=t d BD S h h =0.044(m 2) 壳程流体流速及其雷诺数分别为:u 0=213.0044.0)8253600(8.27777=⨯(m/s )Re 0=000715.0825213.002.0⨯⨯=4905普朗特准数Pr=34.11140.010*******.263=⨯⨯⨯-; 粘度校正 114.0≈⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛wηηɑh =3134.1155.0490502.0140.036.0⨯⨯⨯=606.46 W/(m 2·K)3.5.1.2管内表面传热系数ɑc 4.08.0Pr Re 023.0cd λ=管程流体流通截面积:S c =0.785×0.022×356/4=0.028(m 2) 管程流体流速及其雷诺数分别为: U c =028.0)7.9953600/(9.148701⨯=1.484(m/s )Re c =0008007.07.995484.102.0⨯⨯=36919.4普朗特准数Pr=87.46176.010********.463=⨯⨯⨯-ɑc =0.023×4.08.087.44.6919302.06176.0⨯⨯=6027.7 W/ (m 2·℃) 3.5.1.3污垢热阻和管壁热阻查有关文献知可取:管外侧污垢热阻 R h =0.000172 m 2·K/W管内侧污垢热阻 R c =0.000344m 2·K/W管壁热阻 查有关文献知碳钢在该条件下的热导率为λ=45 W/(m ·℃)。

3.5.1.4计算传热系数K ==396.8 W/(m ·℃)hsh c h c h sc c c R d bd d d R d d αλα11h ++++46.6061000172.0450225.0025.00025.0020.0025.0000344.0020.07.6027025.01=++⨯⨯+⨯+⨯计算传热面积S:S=m t K Q ∆=1.358.396109.17123⨯⨯=122.985(m 2) 该换热器的实际传热面积:S р=)(c h n N L d -π=3.14×0.025×(6-0.06)×(356-23)=155.27(m 2)3.5.1.5换热器的面积裕度H=S SS P -×100%=217.130217.13027.155-×100%=19.23% 传热面积裕度合适,该换热器能够完成生产任务。

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