列管式换热器课程设计
列管式换热器课程设计报告书

一、设计题目:列管式换热器设计二、设计任务及操作条件1、设计任务处理能力:3000吨/日设备型式:固定管板式换热器2、操作条件(1)苯:入口温度80.1℃出口温度40℃(2)冷却介质:循环水入口温度25℃出口温度35℃(3)允许压降:管程不大于30kPa壳程不大于30kPa三、设计内容(一)、概述目前板式换热器产品达到了一个成熟阶段,凭借其高效、节能、环保的优势,在各行业领域中被频繁使用, 并被用以替换原有管壳式和翅片式换热器,取得了很好的效果。
板式换热器的优点(1) 换热效率高,热损失小在最好的工况条件下, 换热系数可以达到6000W/ m2K, 在一般的工况条件下, 换热系数也可以在3000~4000 W/ m2K左右,是管壳式换热器的3~5倍。
设备本身不存在旁路,所有通过设备的流体都能在板片波纹的作用下形成湍流,进行充分的换热。
完成同一项换热过程, 板式换热器的换热面积仅为管壳式的1/ 3~1/ 4。
(2) 占地面积小重量轻除设备本身体积外, 不需要预留额外的检修和安装空间。
换热所用板片的厚度仅为0. 6~0. 8mm。
同样的换热效果, 板式换热器比管壳式换热器的占地面积和重量要少五分之四。
(3) 污垢系数低流体在板片间剧烈翻腾形成湍流, 优秀的板片设计避免了死区的存在, 使得杂质不易在通道中沉积堵塞,保证了良好的换热效果。
(4) 检修、清洗方便换热板片通过夹紧螺柱的夹紧力组装在一起,当检修、清洗时, 仅需松开夹紧螺柱即可卸下板片进行冲刷清洗。
(5) 产品适用面广设备最高耐温可达180 ℃, 耐压2. 0MPa , 特别适应各种工艺过程中的加热、冷却、热回收、冷凝以及单元设备食品消毒等方面, 在低品位热能回收方面, 具有明显的经济效益。
各类材料的换热板片也可适应工况对腐蚀性的要求。
当然板式换热器也存在一定的缺点, 比如工作压力和工作温度不是很高, 限制了其在较为复杂工况中的使用。
同时由于板片通道较小,也不适宜用于杂质较多,颗粒较大的介质。
列管氏换热器课程设计图

列管氏换热器课程设计图一、教学目标本节课的学习目标包括知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。
知识目标要求学生掌握列管式换热器的结构、工作原理和分类;技能目标要求学生能够运用所学知识分析和解决实际问题;情感态度价值观目标要求学生培养对化工工艺的兴趣,提高环保意识和安全意识。
结合课程性质、学生特点和教学要求,我们将目标分解为具体的学习成果:了解列管式换热器的结构及其组成部分,掌握其工作原理和分类;能运用所学知识分析实际问题,如换热器的选用和设计;培养环保意识和安全意识,关注化工工艺在生产中的应用和可持续发展。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括列管式换热器的结构、工作原理、分类和应用。
教学大纲安排如下:1.列管式换热器的结构:介绍换热器的基本结构,包括壳体、管束、管板、管盖等组成部分,以及各种类型换热器的结构特点。
2.列管式换热器的工作原理:讲解换热器的工作原理,包括热交换过程、流体流动状态、传热速率等。
3.列管式换热器的分类:介绍换热器的分类及各类换热器的适用范围和优缺点。
4.列管式换热器的应用:分析换热器在化工、石油、电力等领域的应用实例,探讨换热器在生产过程中的重要作用。
三、教学方法为激发学生的学习兴趣和主动性,本节课采用多种教学方法相结合:1.讲授法:讲解换热器的结构、工作原理、分类和应用,使学生掌握基本概念和理论知识。
2.案例分析法:分析实际生产中的换热器应用案例,帮助学生将理论知识与实际应用相结合。
3.实验法:安排实验室参观或动手实验,让学生直观地了解换热器的结构和操作原理。
4.讨论法:学生分组讨论,分享学习心得和观点,提高学生的合作能力和沟通能力。
四、教学资源为实现教学目标,本节课将采用以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的教材,为学生提供系统的理论知识。
2.参考书:提供相关领域的参考书籍,丰富学生的知识储备。
3.多媒体资料:制作精美的PPT,直观地展示换热器的结构和操作原理。
4.实验设备:安排实验室参观或动手实验,让学生亲身体验换热器的运行过程。
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。
列管式换热器-课程设计

列管式换热器-课程设计
换热器是一种重要的化工设备。
随着其应用的不断扩大,对换热器的性能要求也越来越高。
以管式换热器为例,管式换热器具有结构简单、布置便利、运行可靠、热传递效率高、体积小、投资低等优点,在化工领域及各种壳管式再生塔、热交换器、海水-蒸汽换热器等热量转换系统中应用广泛。
本次课程设计的主题为管式换热器,围绕管式换热器的原理、性能与结构特性、设计过程、工艺流程展开设计与分析,具体的实习任务包括:
1. 熟悉管式换热器的基本原理、结构形式及性能特点;
2.学习管式换热器的性能计算方法,包括热量传递系数计算和散热量、传热量、温度梯度计算;
3.访问管式换热器制造厂,了解其生产工艺,深入了解管式换热器的结构、组成;
4.使用半求解数值模拟软件,进行现有管式换热器的模拟计算,提高热量传递性能;
5.按照管式换热器的设计原则、计算手段,进行管式换热器系列设计,并进行实验验证;
6.基于工作介质特性及换热器特点,进行管式换热器优化设计;
7.编制课程设计报告,完成本次课程设计任务。
课程设计任务的实施,将要求设计者在前期研究及样本实验的基础上,熟练掌握管式换热器的传热特性并能够根据不同的实验数据正确分析特性曲线,对比实验做适当的变化和选择,给出精确的设计值,从而客观地反映出不同材料的热传递特性差异;在实验室中勤奋地实践和调整,进一步加深对管式换热器热传递特性及设计方法的认识,提高使用者对新工艺材料和新设备的分析能力及设计能力。
列管式换热器课程设计

列管式换热器课程设计第1章⼯艺流程1.1 ARGG装置ARGG装置包括反应-再⽣、分馏、吸收塔、⽓压机、能量回收及余热锅炉、产品精制⼏部分租成,ARGG⼯艺以常压渣油等重油质油为原料,采⽤重油转化和抗⾦属能⼒强,选择性好的ARG催化剂,以⽣产富含丙烯、异丁烯、异丁烷的液化⽓、并⽣产⾼⾟烷只汽油。
1.2⼯艺原理1.2.1催化裂化部分催化裂化是炼油⼯业中最重要的⼆次加⼯过程,是重油轻质化的重要⼿段。
它是使原料油在适宜的温度、压⼒和催化剂存在的条件下,进⾏分解、异构化、氢转移、芳构化、缩和等⼀系列化学反应,原料油转化为⽓体、汽油、柴油等主要产品及油浆、焦炭的⽣产过程。
催化裂化的原料油来源⼴泛,主要是常减压的馏分油、常压渣油、减压渣油及丙烷脱沥青油、蜡膏、蜡下油等。
随着⽯油资源的短缺和原油的⽇趋变重,重油催化裂化有了较快发展,处理的原料可以是全常渣甚⾄是全减渣。
在硫含量较⾼时,则需⽤加氢脱硫装置进⾏处理,提供催化原料。
催化裂化过程具有轻质油收率⾼、汽油⾟烷值较⾼、⽓体产品中烯烃含量⾼等特点。
催化裂化⽣产过程的主要产品是⽓体、汽油和柴油,其中⽓体产品包括⼲⽓和液化⽯油⽓,⼲⽓作为本装置燃料⽓烧掉,液化⽯油⽓是宝贵的⽯油化⼯原料和民⽤燃料。
催化裂化的⽣产过程包括以下⼏个部分:反应再⽣部分:其主要任务是完成原料油的转化。
原料油通过反应器与催化剂接粗并反应,不断输出反应物,催化剂则在反应器和再⽣器之间不断循环,在再⽣器中通⼊空⽓烧去催化剂上的积灰,恢复催化剂的活性,使催化剂能够循环使⽤。
烧焦放出的热量⼜以催化剂为载体,不断带回反应器,供给反应所需的热量,过剩的热量由专门的取热设施取出并加以利⽤。
分馏部分:主要任务根据反应油⽓中各组分沸点的不同,将他们分离成富⽓、粗油⽓、轻柴油、回炼油、油浆,并保证油⽓⼲点、轻柴油的凝固点和闪点合格。
吸收稳定部分:利⽤各组分之间在液体中溶解度的不同把富⽓和粗油⽓分离成⼲⽓、液化⽓、稳定汽油。
化工原理课程设计---列管式换热器的设计

化工原理课程设计---列管式换热器的设计列管式换热器是一种常用的换热器类型,其结构简单、传热效率高、维修方便等优点使其在工业生产中得到广泛应用。
该换热器由多个平行排列的管子组成,热流体和冷流体分别流过管内外,通过管壁传递热量,实现热量交换。
根据不同的流体流动方式,列管式换热器又可分为纵向流式和横向流式两种形式。
其中,横向流式换热器传热效率更高,但结构较为复杂,维修难度较大,因此在实际应用中需要根据具体情况进行选择。
浮头式换热器的特点是管板和壳体之间没有固定连接,只有一个浮头,管束和浮头相连。
浮头可以在壳体内自由移动,以适应管子和壳体的热膨胀。
这种结构适用于温差较大或壳程压力较高的情况。
但是,由于管束和浮头的连接是松散的,因此需要注意防止泄漏。
U型管式换热器:U型管式换热器的管子呈U形,两端分别焊接在管板上,形成一个U型管束。
壳体内的流体从一端进入,从另一端流出,管内的流体也是如此。
这种结构适用于流体腐蚀性较强的情况,因为管子可以很容易地更换。
多管程换热器:多管程换热器是将管束分成多个组,每组管子单独连接到管板上,形成多个管程。
这种结构可以提高传热效率,但也会增加流体阻力。
因此,需要根据具体情况来选择多管程的数量。
总之,列管式换热器是一种广泛应用于化工及酒精生产的换热器。
不同的结构适用于不同的工艺条件,需要根据具体情况来选择合适的换热器。
在使用过程中,需要注意保养和维护,及时清洗和更换损坏的部件,以保证换热器的正常运行。
换热器的一块管板与外壳用法兰连接,另一块管板不与外壳连接,这种结构称为浮头式换热器。
浮头式换热器的优点是管束可以拉出以便清洗,管束的膨胀不受壳体约束,因此在两种介质温差大的情况下,不会因管束与壳体的热膨胀量不同而产生温差应力。
但其缺点是结构复杂,造价高。
填料式换热器的管束一端可以自由膨胀,结构比浮头式简单,造价也较低。
但壳程内介质有外漏的可能,因此不应处理易挥发、易燃、易爆和有毒的介质。
列管式换热器课程设计报告书

列管式换热器课程设计报告书设计报告书:列管式换热器引言:设计报告书旨在对列管式换热器进行综合性的设计分析,详细讨论设计过程及结果。
本文档包括换热器的设计背景、设计目标、设计计算、设计结果及讨论以及结论等主要内容。
一、设计背景:二、设计目标:本次设计的目标是设计一台列管式换热器,用于将一种流体的温度从80℃升高到120℃,另一种流体的温度从150℃降至100℃。
设计要求包括:换热器的热功率、设计压力、流体入口温度和出口温度、换热面积等参数。
三、设计计算:1.确定热负荷和流体流量:根据流体的温度变化和流量要求,确定热负荷和流体流量。
并结合换热器的传热特性,计算出换热面积。
2.选择换热器类型和材料:根据设计要求,选择适合的列管式换热器类型和材料,考虑到流体性质、压力和温度等因素。
3.计算传热过程中的压降:根据流体性质和流体流量,计算流体在换热器中的压降。
4.确定换热器的尺寸:根据计算得到的换热面积和流体流量,确定换热器的尺寸和结构。
四、设计结果及讨论:根据实际情况及设计计算,确定了列管式换热器的参数和结构。
设计结果展示了换热器的尺寸、换热面积、流量参数等,并进行了相关讨论。
同时,设计结果还包括选择的换热器材料、设计压力和温度等。
五、结论:本次设计报告书综合分析了列管式换热器的设计过程及结果。
根据设计目标和计算得出的结果,可得出以下结论:1.设计的列管式换热器满足了设计要求,能够实现流体的热交换。
2.使用合适的材料和尺寸,可以优化换热器的性能和效率。
3.设计过程中需要考虑流体的性质、温度、压力和流量等因素,以确保换热器的安全和稳定运行。
结语:本设计报告书详细介绍了列管式换热器的设计背景、设计目标、设计计算、设计结果及讨论,以及最终得出的结论。
通过本次设计,我们加深了对列管式换热器的理解,并提高了设计能力。
在实际工程中,将根据需求及具体情况进行设计,并综合考虑各种因素,以确保换热器的优化运行。
(完整版)列管式换热器设计

第一章列管式换热器的设计1.1概述列管式换热器是一种较早发展起来的型式,设计资料和数据比较完善,目前在许多国家中已有系列化标准。
列管式换热器在换热效率,紧凑性和金属消耗量等方面不及其他新型换热器,但是它具有结构牢固,适应性大,材料范围广泛等独特优点,因而在各种换热器的竞争发展中得以继续应用下去。
目前仍是化工、石油和石油化工中换热器的主要类型,在高温高压和大型换热器中,仍占绝对优势。
例如在炼油厂中作为加热或冷却用的换热器、蒸馏操作中蒸馏釜(或再沸器)和冷凝器、化工厂中蒸发设备的加热室等,大都采用列管式换热器[3]。
1.2列管换热器型式的选择列管式换热器种类很多,目前广泛使用的按其温度差补偿结构来分,主要有以下几种:(1)固定管板式换热器:这类换热器的结构比较简单、紧凑,造价便宜,但管外不能机械清洗。
此种换热器管束连接在管板上,管板分别焊在外壳两端,并在其上连接有顶盖,顶盖和壳体装有流体进出口接管。
通常在管外装置一系列垂直于管束的挡板。
同时管子和管板与外壳的连接都是刚性的,而管内管外是两种不同温度的流体。
因此,当管壁与壳壁温度相差较大时,由于两者的热膨胀不同,产生了很大的温差应力,以致管子扭弯或使管子从管板上松脱,甚至毁坏整个换热器。
为了克服温差应力必须有温度补偿装置,一般在管壁与壳壁温度相差50℃以上时,为安全起见,换热器应有温差补偿装置。
(2)浮头换热器:换热器的一块管板用法兰与外壳相连接,另一块管板不与外壳连接,以便管子受热或冷却时可以自由伸缩,但在这块管板上来连接有一个顶盖,称之为“浮头”,所以这种换热器叫做浮头式换热器。
这种型式的优点为:管束可以拉出,以便清洗;管束的膨胀不受壳体的约束,因而当两种换热介质的温差大时,不会因管束与壳体的热膨胀量的不同而产生温差应力。
其缺点为结构复杂,造价高。
(3)填料函式换热器:这类换热器管束一端可以自由膨胀,结构与比浮头式简单,造价也比浮头式低。
但壳程内介质有外漏的可能,壳程终不应处理易挥发、易爆、易燃和有毒的介质。
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——大学《化工原理》列管式换热器课程设计说明书学院:班级:学号::指导教师:时间:年月日目录一、化工原理课程设计任务书 (2)二、确定设计方案 (3)1.选择换热器的类型2.管程安排三、确定物性数据 (4)四、估算传热面积 (5)1.热流量2.平均传热温差3.传热面积4.冷却水用量五、工艺结构尺寸 (6)1.管径和管流速2.管程数和传热管数3.传热温差校平均正及壳程数4.传热管排列和分程方法5.壳体径6.折流挡板 (7)7.其他附件8.接管六、换热器核算 (8)1.热流量核算2.壁温计算 (10)3.换热器流体的流动阻力七、结构设计 (13)1.浮头管板及钩圈法兰结构设计2.管箱法兰和管箱侧壳体法兰设计3.管箱结构设计4.固定端管板结构设计5.外头盖法兰、外头盖侧法兰设计............146.外头盖结构设计7.垫片选择8.鞍座选用及安装位置确定9.折流板布置10.说明八、强度设计计算 (15)1.筒体壁厚计算2.外头盖短节、封头厚度计算3.管箱短节、封头厚度计算 (16)4.管箱短节开孔补强校核 (17)5.壳体接管开孔补强校核6.固定管板计算 (18)7.浮头管板及钩圈 (19)8.无折边球封头计算9.浮头法兰计算 (20)九、参考文献 (20)一、化工原理课程设计任务书某生产过程的流程如图3-20所示。
反应器的混合气体经与进料物流换热后,用循环冷却水将其从110℃进一步冷却至60℃之后,进入吸收塔吸收其中的可溶性组分。
已知混合气体的流量为231801kg h ,压力为6.9MPa ,循环冷却水的压力为0.4MPa ,循环水的入口温度为29℃,出口的温度为39℃,试设计一列管式换热器,完成生产任务。
已知:混合气体在85℃下的有关物性数据如下(来自生产中的实测值) 密度 3190kg m ρ= 定压比热容1 3.297p c kj kg =℃ 热导率10.0279w m λ=℃ 粘度51 1.510Pa s μ-=⨯循环水在34℃下的物性数据:密度 31994.3kg m ρ= 定压比热容1 4.174p c kj kg =K 热导率10.624w m λ=K 粘度310.74210Pa s μ-=⨯二、确定设计方案1. 选择换热器的类型两流体温的变化情况:热流体进口温度110℃ 出口温度60℃;冷流体进口温度29℃,出口温度为39℃,该换热器用循环冷却水冷却,冬季操作时,其进口温度会降低,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,因此初步确定选用浮头式换热器。
2. 管程安排从两物流的操作压力看,应使混合气体走管程,循环冷却水走壳程。
但由于循环冷却水较易结垢,若其流速太低,将会加快污垢增长速度,使换热器的热流量下降,所以从总体考虑,应使循环水走管程,混和气体走壳程。
三、确定物性数据定性温度:对于一般气体和水等低黏度流体,其定性温度可取流体进出口温度的平均值。
故壳程混和气体的定性温度为T=260110+ =85℃ 管程流体的定性温度为t=3422939=+℃根据定性温度,分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。
对混合气体来说,最可靠的无形数据是实测值。
若不具备此条件,则应分别查取混合无辜组分的有关物性数据,然后按照相应的加和方法求出混和气体的物性数据。
混和气体在85℃下的有关物性数据如下(来自生产中的实测值): 密度31/90m kg =ρ定压比热容 1p c =3.297kj/kg •℃ 热导率 1λ=0.0279w/m •℃粘度1μ=1.5×10-5Pa •s循环水在34℃ 下的物性数据:密度 1ρ=994.3㎏/m 3定压比热容 1p c =4.174kj/kg •K热导率1λ=0.624w/m •K粘度 1μ=0.742×10-3Pa •s四、估算传热面积1.热流量Q 1=111t c m p ∆=231801×3.297×(110-60)=3.82×107kj/h =10614.554kw2.平均传热温差先按照纯逆流计算,得 m t ∆=K3.48296039110ln)2960()39110(=-----3.传热面积由于壳程气体的压力较高,故可选取较大的K 值。
假设K=320W/(㎡k)则估算的传热面积为Ap=2176.6863.4832010614554m t K Q m =⨯=∆4.冷却水用量 m =ipi t c Q ∆1=h kg s kg /2.915486/3.2541010174.4106145543==⨯⨯五、工艺结构尺寸1.管径和管流速 选用Φ25×2.5较高级冷拔传热管(碳钢),取管流速u 1=1.3m/s 。
2.管程数和传热管数 可依据传热管径和流速确定单程传热管数 Ns=6273.102.0785.0)3.9943600/(2.915486422≈⨯⨯⨯=ud Vi π按单程管计算,所需的传热管长度为 L=m n d A so p14627025.014.376.686≈⨯⨯=π按单程管设计,传热管过长,宜采用多管程结构。
根据本设计实际情况,采用非标设计,现取传热管长l=7m ,则该换热器的管程数为 Np=2714==l L 传热管总根数 Nt=627×2=12543.传热温差校平均正及壳程数 平均温差校正系数: R=5293960110t t T -T 1221=--=-P=124.0291102939t T t t 1112=--=--按单壳程,双管程结构,查【化学工业《化工原理》(第三版)上册】:图5-19得: 96.0=∆t ε平均传热温差46.448.30.96=⨯=∆=∆∆塑m t m t t εK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,故取单壳程合适。
4.传热管排列和分程方法采用组合排列法,即每程均按正三角形排列,隔板两侧采用正方形排列。
见【化学工业《化工原理》(第三版)上册】:图6-13。
取管心距t=1.25d 0,则 t=1.25×25=31.25≈32㎜隔板中心到离其最.近一排管中心距离: S=t/2+6=32/2+6=22㎜ 各程相邻管的管心距为44㎜。
管数的分程方法,每程各有传热管627根,其前后管程中隔板设置和介质的流通顺序按【化学工业《化工原理》(第三版)上册】:图6-8选取。
5.壳体径 采用多管程结构,进行壳体径估算。
取管板利用率η=0.75 ,则壳体径 为:D=1.05tmm N T 137457.0/12543205.1/=⨯=η按卷制壳体的进级档,可取D=1400mm筒体直径校核计算:壳体的径i D 应等于或大于(在浮头式换热器中)管板的直径,所以管板直径 的计算可以决定壳体的径,其表达式为:e 21n t D c i +-=)( 管子按正三角形排列:3912541.1N 1.1n t c =⨯==取e=1.20d =1.2⨯25=30mm∴i D =32 ⨯(39-1)+2 ⨯30 =1276mm 按壳体直径标准系列尺寸进行圆整:i D =1400mm6.折流挡板 采用圆缺形折流挡板,去折流板圆缺高度为壳体径的25%,则切去的圆缺高度为h=0.25×1400=350m ,故可取h=350mm取折流板间距B=0.3D ,则 B=0.3×1400=420mm ,可取B 为450mm 。
折流板数目1414.5145070001N B ≈=-=-=折流板间距传热管长折流板圆缺面水平装配,见图:【化学工业《化工原理》(第三版)上册】:图6-9。
7.其他附件拉杆数量与直径选取,本换热器壳体径为1400mm ,故其拉杆直径为Ф16拉杆数量8,其中长度5950mm 的六根,5500mm 的两根。
壳程入口处,应设置防冲挡板。
8.接管壳程流体进出口接管:取接管气体流速为u 1=10m/s ,则接管径为302.01014.3)903600/(23180144VD 1=⨯⨯⨯==πμ圆整后可取管径为300mm 。
管程流体进出口接管:取接管液体流速u 2=2.5m/s ,则接管径为361.05.214.3)3.9943600/(2.91548642=⨯⨯⨯=D圆整后去管径为360mm六、换热器核算1. 热流量核算(1)壳程表面传热系数 用克恩法计算,见式【化学工业《化工原理》(第三版) 上册】:式(5-72a ):14.03155.0010)(Pr Re 36.0wed μμλα= 当量直径,依【化学工业《化工原理》(第三版)上册】:式(5-73a )得e d =m d d t oo 02.0]423[422=-ππ 壳程流通截面积:1378.0)32251(1400450)1(S =-⨯=-=t d BD o o 壳程流体流速及其雷诺数分别为s m u o /2.51378.0)903600/(231801=⨯=624000105.1902.502.0u d Re 50e =⨯⨯⨯==-1μρo普朗特数773.10279.0105.110297.3c Pr 53p -⨯⨯⨯==λμ粘度校正1)(14.0≈wμμK m w o ⋅=⨯⨯⨯=23155.0/7.935773.162400002.00279.036.0α (2)管表面传热系数:4.08.0Pr Re 023.0iii d λα=管程流体流通截面积:1969.02125402.0785.02=⨯⨯=i S 管程流体流速:s m u i /3.11969.0)3.9943600/(2.915486=⨯=雷诺数: 34841)10742.0/(3.9943.102.0Re 3≈⨯⨯⨯=-普朗特数:96.4624.010742.010174.4Pr 33=⨯⨯⨯=K /585896.43484102.0624.0023.024.08.0⋅=⨯⨯⨯=m w i α(3)污垢热阻和管壁热阻: 【化学工业《化工原理》(第三版)上册】:表5-5取: 管外侧污垢热阻 w k m R o /0004.02⋅= 管侧污垢热阻w k m R i /0006.02⋅=管壁热阻按【化学工业《化工原理》(第三版)上册】:图5-4查得碳钢在该条 件下的热导率为50w/(m ·K)。
所以w k m R w /00005.0500025.02⋅== (4) 传热系数e K 有:K/4027.93510004.05.222500005.020250006.020*******)1(12⋅≈⎪⎭⎫ ⎝⎛++⨯+⨯+⨯=++++=m w R d d R d d R d d K oo m o w i o i i i o e αα(5)传热面积裕度: 计算传热面积Ac :2317.5463.4840210554.10614m t K Q A m e c =⨯⨯=∆=该换热器的实际传热面积为pA :21.68912547025.014.3m lN d A T o p =⨯⨯⨯==π该换热器的面积裕度为%267.5467.5461.689=-=-=ccp A A A H传热面积裕度合适,该换热器能够完成生产任务。