立式水蒸汽冷凝器
冷凝器课件
△tm——对数平均温差（K）。
（1）制冷剂及其传热特性 影响因素：
A、制冷剂特性 比热-大时，单位制冷剂携带热量多，转移热量能力
大，传热系数大。（正比）
密度-大时，单位制冷剂携带热量多，转移热量能力
大，传热系数大。（正比）
放热，使高压高温制冷剂蒸气冷却、 冷凝成高压常温的制冷剂液体
压缩制冷剂蒸气，提高压力和温度
得到低温低压制冷剂
制冷剂液体吸热、蒸发、制冷
❖ 二、热交换设备
概念：实现两种（或两种以上）温度不同的流体之 间互相传热的设备。
其中冷凝器：过热蒸汽
液体
{在制冷系统中，冷凝器是一个使制冷剂向外放热的 换热器。压缩机的排气（或经油分离器后）进入冷 凝器后，将热量传递给周围介质——水或空气，制 冷剂蒸气冷却凝结为液体。 }
三、冷凝器的传热及影响因素
❖ 1、冷凝器的传热
冷凝器负荷：通过冷凝器向冷却介质（水或空气）放出的 热量。
热力学角度：Qk=有效制冷量+无效制冷量+外界耗能所转 换热量
传热学原理：Qk=汽体冷却热+凝结热（80%以上）
+（液体过冷热）
制冷剂流体
冷却介质
Байду номын сангаас
环境
❖ 2、影响冷凝器的传热因素 换热设备的基本传热公式为
❖ 氟用套管式冷凝器：直径较大的无缝钢管内穿一根 或数根直径较小的铜管，在盘成圆形或椭圆形。
（二）空气冷却式冷凝器
空气冷却式冷凝器是以空气作为冷却介质，靠 空气的温升带走冷凝热量的。这种冷凝器适用 于极度缺水或无法供水的场合，常见于小型氟 利昂制冷机组。根据空气流动方式不同，可分 为自然对流式和强迫对流式两种。
冷凝器的组成
冷凝器的组成冷凝器是一种热交换设备，常用于冷冻系统、空调系统和蒸汽动力系统中。
它的主要作用是将气体或蒸汽中的热量传递给冷却介质，实现气体或蒸汽的冷凝。
一个有效的冷凝器通常由以下几个主要部分组成：1. 冷凝管道：冷凝器中的冷凝管道是热传递的关键部分。
它是一个由金属材料制成的管道系统，用于传递热量。
在这些管道中，冷却介质从外部环境中吸收热量，使气体或蒸汽冷却并凝结。
冷凝管道通常呈螺旋状或盘管状的结构，以增加表面积，提高热交换效率。
2. 冷凝介质：冷凝介质是冷凝器内部的工作流体。
它可以是空气、水或其他冷却介质，具体取决于冷凝器的设计和应用。
冷凝介质通过冷凝管道流动，并通过与气体或蒸汽接触来吸收热量，从而使其冷却和凝结。
3. 冷却器：冷却器是冷凝器中用于冷却冷凝介质的设备。
它通常由散热片、水冷却管或风扇等组件组成，以提供足够的冷却表面，从而有效地冷却冷凝介质。
冷却器的设计和材料选择会影响冷凝器的性能和效率。
4. 冷凝器外壳：冷凝器外壳是冷凝器的外部结构，主要用于保护冷凝管道和内部组件。
它通常由金属材料制成，并具有良好的耐腐蚀性和导热性。
冷凝器外壳也起到隔离冷凝介质和外部环境的作用，确保工作流体的稳定性。
5. 进出口管道：进出口管道是冷凝器用于引导冷凝介质进出的管道系统。
它连接冷凝器与其他冷却系统或热源，并确保流体的顺畅循环。
进出口管道通常具有合适的尺寸和连接方式，以便与其他设备有效连接。
6. 附加部件：冷凝器还可以包括一些附加部件，以提高其性能和功能。
例如，冷凝器可能配备有排气阀、排水阀、温度传感器和压力传感器等器件，用于监测和控制冷凝过程的参数。
以上是一个常见的冷凝器的组成要素，实际的冷凝器设计可能会有一些差异，具体取决于冷凝器的应用和所需的性能。
然而，无论设计如何，冷凝器的目标始终是通过有效的热传递，将气体或蒸汽冷凝并转化为液体形式，以实现系统的冷却和能量转移。
冷凝器的工作原理
冷凝器的工作原理冷凝器是一种常见的热交换设备，广泛应用于空调、冷藏、冷冻等领域。
它的主要作用是将气体或者蒸汽中的热量转移到冷却介质中，使气体或者蒸汽冷凝成液体。
下面将详细介绍冷凝器的工作原理。
1. 冷凝器的基本结构冷凝器通常由管束、外壳、进出口管道和冷却介质组成。
管束是冷凝器的核心部份，由许多平行罗列的细管组成，用于传递热量。
外壳则起到支撑和保护的作用。
进出口管道用于引入和排出工作介质，冷却介质则通过冷却管束来吸收热量。
2. 冷凝器的工作原理冷凝器的工作原理可以分为两个主要过程：传热和传质。
传热过程：当高温气体或者蒸汽进入冷凝器管束时，管束内的冷却介质（如水或者空气）通过管壁吸收热量。
冷却介质的温度低于气体或者蒸汽的温度，因此热量会从气体或者蒸汽中传递到冷却介质中。
这个过程中，热量的传递是通过传导、对流和辐射三种方式进行的。
传质过程：除了传热过程，冷凝器还存在传质的过程。
在冷凝器内部，气体或者蒸汽中的水蒸气会冷凝成液体水。
这是因为冷却介质的温度低于气体或者蒸汽的饱和温度，导致水蒸气在接触到冷凝器管壁时失去热量，从而转化为液体。
这个过程中，水蒸气的传质是通过扩散和对流两种方式进行的。
3. 冷凝器的性能影响因素冷凝器的性能受到多个因素的影响，包括冷却介质的温度、流速、冷却面积、冷却介质的种类等。
温度差：冷却介质的温度差越大，冷凝器的传热效果越好。
因此，降低冷却介质的温度可以提高冷凝器的效率。
流速：冷却介质的流速越大，热量传递越快，冷凝器的传热效果越好。
冷却面积：冷却介质与气体或者蒸汽接触的面积越大，热量传递越充分，冷凝器的效果越好。
冷却介质的种类：不同的冷却介质具有不同的传热性能，选择合适的冷却介质可以提高冷凝器的效率。
4. 冷凝器的应用领域冷凝器广泛应用于许多领域，包括空调、冷藏、冷冻、化工、电力等。
空调系统中的冷凝器用于将制冷剂中的热量转移到室外环境中，使室内空气得以冷却。
冷藏和冷冻设备中的冷凝器用于将冷冻剂中的热量转移到外部环境中，实现冷藏和冷冻的效果。
常见冷凝器的工作原理及构造
常见冷凝器的工作原理及构造冷凝器是制冷系统中的重要设备之一，它是经冷凝器的放热表面，将制冷剂过热蒸气的热量传递给周围空气或水，自身被冷却为饱和蒸气，并进一步被冷却为{压液体，在系统中循环使用。
下面介绍常见冷凝器的工作原理及构造。
1.卧式管壳式冷凝器。
制冷剂蒸汽在管道外表面冷凝，冷却水在泵的作用下在管道中流动。
制冷剂蒸汽从上部进气管进入，冷凝成液体，然后通过气缸下部的出液管流入储液罐。
冷凝器筒体两端用端盖密封，端盖内用隔水隔膜实现冷却水的多管流。
凝汽器管束数均匀，使冷却水进出口可设置在同一端盖上，下进出口可设置在同一端盖上。
2、立式壳管式冷凝器直立安装，两端没有端盖。
制冷剂蒸气从冷凝器外壳中部偏上的进气管进入圆筒内的管外空间，冷凝后的液体沿管外壁从上向下流动，聚集在冷凝器底部，经出液管进人贮液器。
冷却水从上部进人冷凝器的换热管内，呈膜状沿管壁流下，排人冷凝器下面的水池，循环使用。
3.套管式冷凝器套管式冷凝器由两种不同赀径的管子制成，单根或多根小直径管套在大直径管内，然后绕成蛇形或旋形，如围2-98所示。
制冷剂的蒸气从上方进人内外管之间的空腔，在内管外表面上冷凝，液体在外管底部连续向下流动，从下端流入储液罐。
冷却水从冷凝器下部进入，从上部依次通过每排内管流出，并与制冷剂反向流动。
套筒式冷凝器的冷却水流道较长。
制冷剂在被冷却水吸收的同时，也被管外空气冷却，具有良好的传热效果。
4、螺旋板式冷凝器。
螺旋板式冷凝器由两个螺旋体加上顶盖和接管构成。
两个螺旋体形成两个螺旋形通道，两种流体在通道中逆流流动，一种流体由螺旋中心流入，从周边流出，另一种流体由周边流人，从中心流出。
螺旋结构使得内部不易[洗和检修。
5.板式冷凝器板式冷凝器由一系列波纹金属板组成。
在板之间形成许多具有小流量段的流道，制冷剂和软制冷剂通过板交换热量。
6、螺旋折流板冷凝器。
螵旋折流板冷凝器中螺旋主体由螺旋折流板和阻流板顶角搭接组成。
螺旋折流板靠定距管固定，冷凝管从螺旋折流板一一穿过，螺旋折流板与管板共同作为冷凝管束的支撑。
冷凝器选型
冷凝器选型
系列冷凝器为立式壳管式结构。
在工作时，冷却水从上部进入冷凝器，在分水器的作用管程，与壳程的高温高压氨气换热，使过热氨气冷凝成氨液。
技术特性：
性能参数：
结构参数：
附件名称规格及数量：
LNA—25～160结构参数：
立式冷凝器
●特点
冷凝器是制冷系统中的一种主要热交换设备。
制冷工质高压、过热的蒸汽的热量通过冷凝器的传热表面传给周围介质（水或空气），制冷工质的蒸汽在放出热量的同时凝结为液体状态。
立式冷凝器占地面积小，一般设在室外的循环水槽（池）之上。
清洗方便，对于水质要求不高，水源的水量应充足，循环水量较大。
它适用于水源充足，水质较差地区。
●设计压力与试验压力
试验压力：水压试验：2.5MPa
气密试验：2MPa
设计压力：2MPa
●技术数据
型号换热面积m2容器类别
外形尺寸mm
重量kg 壳体直径高
LN-30 30
E M-2 450
5180
990
LN-35 35 500 1280。
水冷式冷凝器内部结构
水冷式冷凝器内部结构水冷式冷凝器是一种常用的热交换设备，主要用于将气体或蒸汽中的热量转移至冷却介质中。
其内部结构通常包括以下几个主要部分：热交换管束、冷却介质管道、壳体、进出口管道和支撑结构。
一、热交换管束热交换管束是水冷式冷凝器的核心部分，由多根平行或螺旋状的管子组成。
这些管子通常由优质的金属材料制成，如铜、不锈钢等。
它们的设计和排列方式有助于提高热量传递效率。
二、冷却介质管道冷却介质管道是将冷却介质引入和排出冷凝器的通道。
冷却介质可以是水、空气或其他液体，根据具体的应用场景和要求来选择。
冷却介质管道与热交换管束之间通过一定的连接方式进行连接，以实现热量的传递和交换。
三、壳体壳体是水冷式冷凝器的外部结构，一般由金属材料制成，如钢板或铸铁等。
壳体的主要作用是提供支撑和保护内部的热交换管束和冷却介质管道。
壳体通常具有合适的进出口口径和连接方式，以方便与其他设备进行连接。
四、进出口管道进出口管道用于将待冷凝的气体或蒸汽引入和排出冷凝器。
它们通常与壳体相连，通过适当的连接方式来实现气体的进出。
进出口管道的设计应考虑流体的流量、压力和温度等参数，以确保冷凝器的正常运行。
五、支撑结构支撑结构用于支撑和固定冷凝器的各个部件。
它通常由金属材料制成，如钢材或铝材等。
支撑结构的设计应考虑到冷凝器的重量、稳定性和振动等因素，以确保冷凝器能够安全可靠地运行。
总结：水冷式冷凝器内部结构包括热交换管束、冷却介质管道、壳体、进出口管道和支撑结构等部分。
这些部件相互配合，通过热传导和热对流等方式，将热量从气体或蒸汽中转移至冷却介质中，实现冷凝效果。
水冷式冷凝器的内部结构设计和优化对于提高热交换效率和降低能耗具有重要意义，在实际应用中需要根据具体情况进行选择和调整。
通过合理的设计和操作，水冷式冷凝器可以有效地应用于各种工业领域，提供高效、可靠的热交换服务。
冷凝器四大类
冷凝器根据冷却介质可归纳为四大类,其作用如下：⑴水冷却式：在这类冷凝器中制冷剂放出的热量被冷却水带走，冷却水可以是一次性使用也可以循环使用，水冷却式冷凝器按其不同的结构型式又可分为立式壳管式、卧式壳管式和套管式等多种。
⑵空气冷却式（又叫风冷式）：在这类冷凝器中制冷剂放出的热量被空气带走，空气可以是自然对流，也可以利用风机作强制流动，这类冷凝器系用于氟利昂制冷装置在供水不便或困难的场所⑶水—空气冷却式：在这类冷凝器中制冷剂同时受到水和空气的冷却，但主要是依靠冷却水在传热管表面上的蒸发，从制冷剂一侧吸取大量的热量作为水的汽化潜热，空气的作用主要是为加快水的蒸发而带走水蒸气。
所以这类冷凝器的耗水量很少，对于空气干燥、水质、水温低而水量不充裕的地区乃是冷凝器的优选型式。
这类冷凝器按其结构型式的不同又可分为蒸发式和淋激式两种⑷蒸发—冷凝式：在这类冷凝器中系依靠另一个制冷系统中制冷剂的蒸发所产生的冷效应去冷却传热间壁另一侧的制冷剂蒸汽，促使后者凝结液化。
如复叠式制冷机中的蒸发—冷凝器即是。
工作原理：致冷剂进入蒸发器,压力减小,由高压气体,变成低压气体,这一过程要吸收热量,所以蒸发器表面温度很低,再经风扇,就可以将冷风吹出。
冷凝器是将从压缩机出来的高压,高温的致冷剂,冷却成高压,低温.然后经过毛细管气化,去蒸发器中蒸发。
换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。
换热器是实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备。
在热量交换中常有一些腐蚀性、氧化性很强的物料，因此，要求制造换热器的材料具有抗强腐蚀性能。
换热器的分类比较广泛：一般按工艺功能分类：可分为冷却器、冷凝器、加热器、再沸器，蒸发器、换热器等。
如按换热器的传热方式和结构分类：则可分为间壁式换热器和直接接触式换热器等。
其中前一种换热器常用的有夹套式、列管式、套管式等。
其中列管式冷凝器该换热器结构简单，清洗方便，适应性强，传热效果好，是化工生产中应用最泛的一种传热设备。
第四章 冷凝器和蒸发器
板式换热器（冷凝器、蒸发器）
Outlet refrigerant Inlet water
Inlet refrigerant Outlet water
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22
板式换热器（冷凝器、蒸发器）
A向 A B B向
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
制冷剂 水
23
2014/6/2
23
2014/6/2
二、冷凝器的热工性能
1. 不同冷凝器的传热性能比较
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卧式壳管式冷凝器的主要优点
传热系数较高，耗水量较少，操作管理方便，但是要 求冷却水的水质要好，清洗水垢时不太方便，需要停 止冷凝器的工作。 这种冷凝器一般应用在中、小型制冷装置中，特别是 压缩式冷凝机组中使用最为广泛。
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（3）套管式冷凝器
套管式冷凝器一般用于小型 氟利昂制冷机组，例如柜式空调 机、恒温恒湿机组等。
（1）立式壳管式冷凝器
工作原理： 水:冷却水从上部通入管内，吸热后排 入下部水池。顶部有配水箱和带斜 槽的导流管嘴。 通过斜槽沿切线方 向流入管中，沿管壁螺旋状向下流 动，形成一层水膜，提高冷却效果， 还可节水。 制冷剂：从中部进入管束外空间，冷 凝液沿管外壁流下，聚集于底部， 从出液管流出。 特点：占地小，无冻结危险，可安装 在室外，便于清除铁锈和污垢，对 水质要求不高；冷却水量较大，体 积笨重，多用于氨系统。
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空冷式冷凝器特点：
3. 采用空冷式冷凝器时，由于夏季室外温度较高，冷 凝温度较高，为获得同样的制冷量，压机的容量大
20%，且运行费用较高。
4. 空冷式机组多用于小型和移动式制冷机组及缺水地 区的氟利昂系统中。 5. 应防止冬季运行压力过低，蒸发器缺液，制冷能力 降低。
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立式水蒸汽冷凝器 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】X X X X大学本科毕业论文题目：流量为130t/h立式蒸汽冷凝器专业：过程装备与控制工程班级：学生姓名：指导教师：论文提交日期：年月日论文答辩日期：年月日毕业设计（论文）任务书过程装备与控制工程专业班学生：摘要冷凝器它是使用范围很广的一种化工设备，属于换热器一种。
本设计任务主要是根据已知条件选择采用固定管板式换热器的设计,固定管板式换热器的优点是锻件使用少，造价低；传热面积比浮头式换热器大20%到30％且旁路渗流小。
本台换热器主要完成的是水蒸气-水之间的热量交换,首先根据给出的设计温度和设计压力来确定设备的结构形式以及壳程和管程的材料，然后根据物料性质和传热面积来确定换热管的材料，尺寸，根数。
，设计压力为管程，壳程，工作温度管程50℃，壳程130℃，设计温度管程80℃，壳程140℃，传热面积为256m2，采用Φ25××3000的无缝钢管换热，则可计算出622根换热管，D=1200mm的圆筒根据换热管的根数确定换热管的排列，并根据换热管的排列和长度来确定筒体直径以及折流板的选择。
通过对容器的内径和内外压的计算来确定壳体和封头的厚度并进行强度校核。
然后是对换热器各部件的零部件的强度设计，有法兰的选择和设计计算与校核，钩圈及浮头法兰的设计计算与校核和管子拉脱力的计算。
还包括管板的结构设计、防冲挡板、滑道结构的设计以及支座设计。
结构设计中的标准件可以参照国家标准根据设计条件直接选取；非标准件，设计完结构后必须进行相应的应力校核。
管板与换热管的连接方式为焊接，因管板上的应力较多，且内外温度有一定的差值，因此，对管板强度的校核是一个重点，也是一个难点.. 关键词：换热器；强度设计；结构设计AbstractThe condenser is a kind of chemical equipment which is widely used, and belongs to a kind of heat exchanger.. The design task is mainly according to the known conditions to choose the design of fixed tube plate heat exchanger, the advantages of fixed tube plate heat exchanger is forging used less, low cost; heat transfer area ratio of floating head type for heat exchanger is 20% to 30% and a bypass flow small.The heat exchanger is mainly completed is between water vapor and water heat exchange, first of all according to the given design temperature and pressure to determine structure of equipment and the shell side and tube side material, and then according to the nature of the material and the heat transfer area to determine the heat exchange tube materials, dimensions, number of roots. And design pressure for tube side , shell , the working temperature of the tube process 50 DEG C, 130 DEG C shell, design temperature tube process at a temperature of 80 DEG C, shell and 140 DEG C, heat transfer area for 256m2. The phi 25 x x 3000 seamless steel pipe heat exchanger can be calculated 622 heat exchange tube, D=1200mm cylindrical root according to determine the root number of heat exchange tube heat exchanger tube arrangement and according to the arrangement and length of heat exchange tube to determine cylinder diameter and baffle the choice. Determine the thickness of the shell and the head and carry out the intensity verification by calculating the inner diameter and the internal pressure of the container.. Then the strength design of components of the various components of the heat exchanger, flange design, selection and calculation and checking, hook and loop and floating head flange design calculation and checking of the pipe and pull off force calculation. Also includes a tube plate structure design, anti scour baffle, slideway structure design and the design of support. The standard parts in the structure design can be selected directly according to the national standards; the non standard parts must be checked for the corresponding stress after the design of the structure.Tube plate and tube heat exchanger and the connection mode of welding, tube plate more stress, and the temperature inside and outside have certain difference. Therefore, on the tube sheet strength check is a key and a difficulties.Keywords: heat exchanger； strength design； structure design目录第一章传统工艺计算工艺计算介质原始数据管程水的进口温度t1′=20℃管程水的出口温度t 1″=90℃ 管程水的工作压力MP P 1.21= 管程水的流量G 1=290t/h=290000kg/h 壳程水蒸气的入口温度t 2′=℃ 壳程水蒸气的出口温度t 2″=85℃ 壳程水蒸气的入口压力P 2=介质定性温度及物性参数①管程：管程水定性温度 1t =（1t '+ 1t ''）/2=（20+90）/2=55℃ 管程水密度查物性表得1ρ= ㎏/m 3管程水比热查物性表得Cp 1=（Kg ﹒K ） 管程水导热系数查物性表得λ1=（m ﹒℃） 管程水粘度μ1=×10-4 Pa·s管程水普朗特数查物性表得 24.31=r P ②壳程：壳程水蒸汽定性温度： 壳程水蒸汽冷凝点 : t i = t 2′=℃冷却段：2t =（t i + t 2″）/2=（+85）/2=℃ 冷凝段：2t = （t 2′+ t i ）=（+）/2=℃ 壳程水蒸汽密度查物性表得： 冷却段：ρ2=㎏/m 3冷凝段: p 2=㎏/ m 3壳程水蒸汽比热查物性表得: 冷却段：Cp 2= KJ/（Kg ﹒K ） 冷凝段：C p 2= KJ/（Kg ﹒K ）壳程水蒸汽导热系数查物性表得： 冷却段：λ2 = W/（m ﹒K ） 冷凝段：λ2′= W/（m ﹒K ） 壳程水蒸汽粘度： 冷却段：μ2 =×10-6 Pa·s 冷凝段：u 2=×10-6 Pa·s壳程水蒸汽普朗特数查物性表得： 冷却段：Pr 2 = 冷凝段：P r 2=传热量与水蒸汽流量计算取定换热效率 =则设计传热量 :0Q = G 1×Cp 1×(t 1″- t 1′)×1000/3600=290000××(90-20)×1000/3600=×106W由0Q =2G [r+ Cp 2(t 2′- t 2″)]·导出水蒸气流量G 2，r 为t 2′时的汽化潜热，r=Kg 水蒸汽流量: G 2= Q 0//[r+ Cp 2(t i - t 2″)]=×106/[×1000+×1000×]=s冷却段传热量：Q 2=G 2·Cp 2·(t i - t 2″)=××103×=2481037W冷凝段传热量:Q 2= G 2设冷凝段和冷却段分界处的温度为3t根据热量衡算 : Q η2= 11p C G ⨯()13t t '- 3t =Q 2·/ G 1/ Cp 1+ t 1℃ 有效平均温差计算逆流冷却段平均温差: △t n =())t -t t -t ln()t -t (--t 123i 123i ''''''t =℃ 逆流冷凝段平均温差: △t n ′=()()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-''-'--''-'312312ln t t t t t t t t i i =℃ 冷却段:参数:P=t3-ti -t3''t1=59.974-0.71759.974-90= 参数:R='-t3t1''t2'-ti =59.974-0958-0.717=换热器按单壳程 单管程设计则查图 2-6(a)，得: 温差校正系数 = 有效平均温差: △t m =·△t n =×=℃ 冷凝段：参数:P='t1'-t2t1'-3t =02-0.71720-59.974= 参数:R=t1'-t3t2'-ti =20-59.9747.017-7.017=0换热器按单壳程 单管程设计则查图 2-6(a)，得: 温差校正系数 =有效平均温差: △t m ′= ·△t n ′=×=℃管程换热系数计算初选冷却段传热系数:K 0′= 820 w/(m ·k) 初选冷凝段传热系数: K 0″= 1300 w/(m ·k)则初选冷却段传热面积为:F0=Q2·/( K0′·△tm)= 2481037×(820×= 初选冷凝段传热面积为: F0′=Q 选用25×的无缝钢管做换热管则: 管子外径d 0=25 mm 管子内径d i =20 mm 管子长度 L=3000 mm则需要换热管根数:N t =( F 0+ F 0′)/( πd 0L)=+/××3)= 可取换热管根数为 662根管程流通面积:a 1=t N ·π4d i 2= 662×π×40.022=管程流速: W 1 =1113600G a p = 290000/( 3600×× )= s管程雷诺数:Re 1=ρ1w 1d i /μ1=×××10-4)=则管程冷却段的定性温度:t 11=(t3+ t 1″)/2=+90)/2=℃ 管程冷却段传热系数:a 1′=3605×(1+ t 11) (100d i )^= 管程冷凝段的定性温度: t 12=(t3+t1′)/2=+20)/2=℃ 管程冷凝段传热系数: a 1″=3605×(1+ t 12) (100d i )^=管程结构初步设计查 GB151—1999知管间距按025.1d , 取管间距为：m S 032.0= 管束中心排管数为：Nc=Nt =，取30根 则壳体内径:D i =s （Nc-1）+4 d 0= 圆整为: 1200=i D 则长径比:i D L =1.23= 合理 折流板选择弓形折流板:弓形折流板的弓高:24.02.12.02.0=⨯==i D h折流板间距:B=3D i =31200=400㎜取B=400㎜ 折流板数量:N b =B L -1=0.43-1= 取7块壳程换热系数计算壳程流通面积: ⎝⎛⎪⎭⎫-=s d BD f i 021=××（）=20.105m 壳程流速: 冷却段:w 2=222f p G =（×）=s 冷凝段:w 2=222f p G =（×）=s 壳程当量直径:de=（D i 2-N t d 02）/（N t d 0）=（21.2-711×20.025）/（711×）=① 冷凝段管外壁温度假定值: 6.109=w t ℃ 膜温:t m =（t w+ t 2′）/2=（+）/2=℃膜温下液膜的粘度:μm =195×10-6Pa·s膜温下液膜的密度:ρm =m3膜温下液膜的导热系数为:λm =（m ﹒℃）正三角形排列n s = N t =×662 =冷凝负荷：Γ=s2Ln G =（3×）= 壳程冷凝段雷诺数:Re =4Γ/u m =4×195×10-6=壳程冷凝段传热系数:a 2″=·（λm 3ρm g/μm 2）31（Re ）31=② 冷却段管外壁温假定值:952=w t ℃ 冷却段雷诺数：Re=2e22u d w p =×××10-6= 壁温下水粘度:μw2=×10-6 Pa·s粘度修正系数:1=（w22u u ）= 壳程传热因子查图 2-12 得: 100=s j 冷却段壳程换热系数:a 2′=（λ2/d e ）·Pr 231 · 1 ·j s=（）×31××100= 总传热系数计算查 GB-1999 第 138 页可知水蒸汽的侧污垢热阻:r 2=×10-5（m 2·℃/w ）管程水选用地下水，污垢热阻为: ()W C m r o /1026251⋅⨯=- 由于管壁比较薄，所以管壁的热阻可以忽略不计 冷却段总传热系数:K j ′=1/[1/a 2′+r 2+r 1×d 0/d i +d 0/（a 1′×d i ）]= 820传热面积比为: K j ′/ K 0′=(合理) 冷凝段总传热系数:K j 〞=1/[1/ a 2″+r 2+r 1×d 0/d i +d 0/（a 1″×d i ）]= 传热面积比为: K j〞/ K 0〞=13001385.0607=（合理）管壁温度计算设定冷凝段的长度:m L 0424.2='' 冷却段的长度:m L 9576.0=' 冷却段管外壁热流密度计算:q 2′=Q 2/(N t πd 0 L′)=（m 2·℃）冷却段管外壁温度: t w ′=t 2-q 2′(1/a 2′+r 2)=℃误差校核:e′=t w2- t w ′==℃ 误差不大 冷凝段管外壁热流密度计算: q 2″=Q 2/( N t πd 0 L″)⨯）/ w/（⨯⨯⨯）=（m 2·℃） 冷凝段管外壁温度: t w ″=t m - q 2″(1/ a 2″+r 2)=℃误差校核:e = w t - t w ″=℃ 误差不大管程压力降计算管程水的流速: u 1=111a p 3600G =290000/（⨯⨯）=s管程雷诺准数:Re 1=ρ1w 1d i /μ1=⨯⨯（⨯-410）= 程摩擦系数:ξ==压降结垢校正系数:4.1=i d φ沿程压降:△P 1=ξρ1μ12Ldi /(2d i )=（⨯⨯20.393 1.43⨯⨯）/（20.02⨯）=取管程出入口接管内径:d 1′=250mm管程出入口流速:u 1′=4G/(3600πd 1′2ρ1)=（4⨯290000）/（3600 3.14⨯⨯20.25985.75⨯）=s局部压降: △P 3=ρ1 u 1′2(1+/2=（⨯21.67⨯）/2= Pa管程总压降: △P=△P 1＋△P 3=＋ = 管程允许压降:[]a P P 35000=∆ △P < [ △P] 即压降符合要求。