水冷却煤油浮头式换热器说明书
浮头式换热器课程设计说明书
1.方案确定选择换热器的类型浮头式换热器：主要特点是可以从壳体中抽出便于清洗管间和管内。
管束可以在管内自由伸缩不会产生热应力。
1.1 换热面积的确定根据《化工设备设计手册》选择传热面积为 400m 21.2 换热管数N 的确定我国管壳式换热器常用碳素钢、低合金钢钢管，其规格为φ19× 2、φ25× 2.5、φ32× 3、φ38 × 3、φ57 × 3.5 等，不锈钢钢管规格为φ19 × 2、φ25 × 2、φ32 × 2、φ38 × 2.5、φ57 × 2.5。
换热管长度规格为1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、4.5、6.0、7.5、9.0m 等。
换热器换热管长度与公称直径之比，一般在 4～25 之间，常用的为 6～10。
管子的材料选择应根 据介质的压力、温度及腐蚀性来确定。
选用32×3mm 的无缝钢管，材质为 0Cr18Ni9，管长为 6000mmn=A/πd 0L 3-5式 3-5：n —换热管数 A —换热面积m 2d0—换热管外径mm L —换热管长度mm故 -3-3400n==6133.1432600010⨯⨯10⨯⨯根表1.1 拉杆直径 /mm表1.2 拉杆数量换热器公称直径DN/mm400＜d400≤d＜700700≤d＜900900≤d＜2600 44810拉杆需 10根。
1.3 换热管的排布与连接方式的确定换热管排列形式如图 3.1 所示。
换热管在管板上的排列形式主要有正三角形、正方形和转正三角形、转三角形。
正三角形排列形式可以在同样的管板面积上排列最多的管数，故用的最为广泛，但管外不易清洗。
为便于管外便于清洗可以采用正方形或转正方形的管束。
换热管中心距要保证管子与管板连接时，管桥有足够的强度和宽度。
管间需要清洗时还要留有进行清洗的通道。
换热管中心距宜不小于 1.25 倍的换热管的外径。
浮头式换热器设计说明书
浮头式换热器设计说明书设计者：徐凯指导教师：张玲张亚男秦敏系别：机械工程系专业：热能与动力工程日期：2009.11宁夏理工学院前言换热器是非常重要的换热设备。
在国民生产的各个领域得到了广泛的应用。
本设计说明书主要介绍浮头式换热器的原理和设计思路及整个设计过程。
在浮头式换热器中，浮头式换热器的两端的管板，一端不与壳体相连，该端亦称浮头。
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。
浮头式换热器主要有如下特点：浮头式换热器的一端管板固定在壳体与管箱之间，另一端管板可以在壳体内自由移动，这个特点在现场就能清楚地看出来。
这种换热器的壳体和管束的热膨胀是自由的，管束可以抽出，便于清洗管间和管内。
其缺点是结构复杂造价高，一般比固定管板高20%左右，在运行中浮头处发生泄漏不易检查处理。
浮头式换热器适应于壳体和管束温差较大或壳程介质易结垢的工作条件下。
本书内容系统、完整，理论与实际并重。
书中对浮头式换热器设计中所需的各学科知识均有简要的介绍和解释。
同时该书对换热器在编写时注重介绍的方法简明扼要，条理清楚，深入浅出，紧密结合工程实际。
期间得秦敏、张春兰、张亚男、张玲等老师的悉心指导。
在此表示真挚的感谢！由于编者水平有限，其中难免不妥之处，恳请各位读者批评指正。
编者：徐凯2009-11-26目录第一章绪论第二章设计任务和设计条件 (1)第三章确定设计方案 (3)3.1 换热器类型的确定 (3)3.2 管程及壳程的流体安排 (3)第四章确定物性数据 (4)4.1定性温度的确定 (4)4.2列表 (6)第五章传热面积的估算 (7)第六章工艺结构尺寸的确定 (9)6.1 管径和管内流速的确定 (9)6.2 管程数和传热管数的确定 (9)6.3 平均传热温差的校正 (10)6.4 传热管排列和分程方法确定 (10)6.5 壳体内径的确定 (11)6.6 折流板的确定 (11)6.7 其它附件的确定 (12)第七章所设计换热器的校核算 (13)7.1 传热热流量的核算 (13)7.2 壁温的校核计算 (15)7.3 换热器内流体的流动阻力的核算 (17)参考文献 (19)换热器原理课程设计心得体会 (21)第一章绪论1.1换热器课程设计的目的和要求课程设计是《换热器原理》课程的一个总结性教学环节，是培养学生综合运用本门课程及有关课程的基本知识去解决某一设计任务的一次训练。
浮头式换热器(过程设备设计课程设计说明书)
目录设计题目及工艺参数---------------------------------------------------1一、换热器的分类及特点---------------------------------------------------2二、结构设计-------------------------------------------------------------51、管径及管长的选择---------------------------------------------------52、初步确定换热管的根数n和管子排列方式-------------------------------53、筒体内径确定-------------------------------------------------------54、浮头管板及钩圈法兰结构设计-----------------------------------------65、管箱法兰、管箱侧壳体法兰和管法兰设计-------------------------------76、外头盖法兰、外头盖侧法兰设计---------------------------------------77、外头盖结构设计-----------------------------------------------------88、接管的选择--------------------------------------------------------------------------------------89、管箱结构设计-------------------------------------------------------810、管箱结构设计------------------------------------------------------811、垫片选择----------------------------------------------------------912、折流板------------------------------------------------------------------------------------------913、支座选取----------------------------------------------------------1014、拉杆的选择--------------------------------------------------------1315、接管高度（伸出长度）确定------------------------------------------1316、防冲板------------------------------------------------------------1317、设备总长的确定----------------------------------------------------1318、浮头法兰---------------------------------------------------------------------------------------1419、浮头管板及钩圈----------------------------------------------------14三、强度计算--------------------------------------------------------------141、筒体壁厚的计算-----------------------------------------------------142、外头盖短节，封头厚度计算-------------------------------------------153、管箱短节、封头厚度计算 --------------------------------------------164、管箱短节开孔补强的核校 --------------------------------------------165、壳体压力试验的应力校核---------------------------------------------166、壳体接管开孔补强校核-----------------------------------------------177、固定管板计算-------------------------------------------------------188、无折边球封头计算 --------------------------------------------------199、管子拉脱力计算-----------------------------------------------------20四、设计汇总-----------------------------------------------------21五、设计体会--------------------------------------------------------------21参考文献--------------------------------------------------------------22设计题目：浮头式换热器工艺参数：管口表：符号公称直径（mm）管口名称a 130 变换气进口b 130 软水出口c 130 变换气出口d 130 软水进口e 50 排尽口设备选择原理及原因：浮头式换热器的结构较复杂，金属材料耗量较大，浮头端出现内泄露不易检查出来，由于管束与壳体间隙较大，影响传热效果。
化工原理化工设备水冷却煤油设计说明书
化工原理化工设备课程设计任务书设计题目：年处理4.8万吨煤油固定管板式换热器设计书学生姓名：康国梅专业班级：资源环境与城乡规划管理2010级4班学号：指导教师：徐慎颖张燕宜宾学院化学与化工学院2012年12月30 日列管式换热器设计任务书一、设计目的培养学生综合运用本门课程及有关选修课程基础理论和基本知识去完成换热单元操作设备设计任务的实践能力二、设计目标设计的设备必须在技术上是可行的，经济上是合理的，操作上是安全的，环境上是友好的三、设计题目列管式换热器设计四、设计任务及操作条件1. 设计任务设备型式：列管式处理任务：如下表所示：2. 操作条件（1）热流体：入口温度140℃; 出口温度40℃ （2）冷却介质：岷江水 （3）允许压降：不大于0.1MPa （4）物性数据煤油定性温度下的物性数据()()C m W C kg kJ c sPa m kg o o opo o o ⋅=⋅=⋅⨯==-/14.0/22.21015.7/82543λμρ导热系数定压比热容粘度密度原油定性温度下的物性数据化工原理课程设计任务书—列管式换热器()()C m W C kg kJ c sPa m kg o o o po o o ⋅=⋅=⋅⨯==-/128.0/2.2100.3/81533λμρ导热系数定压比热容粘度密度柴油定性温度下的物性数据：()()C m W C kg kJ c sPa m kg o o opo o o ⋅=⋅=⋅⨯==-/133.0/48.2104.6/71543λμρ导热系数定压比热容粘度密度五、设计内容1. 设计方案的选择2. 设计计算（1） 计算总传热系数 （2） 计算传热面积 3. 主要设备工艺尺寸设计（1）管径尺寸和管内流速的确定（2）传热面积、管程数、管数和壳程数的确定 4. 换热器核算 5. 设计结果汇总 6. 绘制换热器简图7. 换热器壳体封头材料，厚度以及壳体和封头的连接形式；8换热列管的设计选型； 9管板厚度；10换热管的排列及管孔尺寸；11换热管与管板的连接，管板与壳体的连接； 12管箱设计； 13所有接管设计选型； 14折流板的设计；15支座设计选型；16所涉及到的所有法兰设计选型目录第一章概述...................................................... 错误！未定义书签。
煤油换热器设计说明书
目录第1章设计任务书 (1)1.1设计条件 (1)1.2设计要求 (1)第2章确定设计方案 (1)2.1选择换热器的类型 (1)2.2流程安排 (1)第3章主要物性参数 (2)3.1设计条件 (2)3.2确定主要物性数据 (2)3.2.1 定性温度的确定 (2)3.2.2 流体有关物性数据 (2)第4章估算传热面积 (3)4.1热流量 (3)4.2冷却水流量 (3)4.3平均传热温差 (4)4.4估算传热面积 (5)第5章工程结构尺寸 (5)5.1计算壳体厚度 (5)5.2封头的选择 (6)5.3垫圈的选择 (6)5.4接管 (7)5.4.1壳程流体进出口接管 (7)5.4.2 管程流体进出口接管 (7)5.5法兰 (7)5.5.1 壳体法兰 (7)5.5.2 管法兰 (8)5.6支座的选用 (8)第6章换热器核算 (9)6.1核算压强降 (9)6.1.1管程压强降 (9)6.1.2壳程压强降 (9)6.2传热能力核算 (10)6.2.1 管程传热膜系数 (10)6.2.2 壳程流体传热膜系数 (11)6.2.3 污垢热阻 (12)6.2.4 总传热系数 (12)6.2.5 安全系数 (12)第7章换热器主要结构尺寸和计算结果表 (13)参考文献 (14)致谢 (14)第1章 设计任务书1.1设计条件1、设备处理量16000kg/h2、煤油：入口温度140°C ，出口温度50°C3、冷却水：入口温度30°C ，出口温度40°C4、热损失可忽略。
两则污垢热阻分别为W C m Rs /0017.020 ⋅= W C m Rs i /0034.02 ⋅=5、壳程压降不大于30KPa6、初设K=290w/(m2c)1.2 设计要求1.设计满足以上条件的换热器并写出设计说明书。
2.根据所选换热器画出设备装配图。
第2章 确定设计方案2.1 选择换热器的类型由于温差较大和要便于清洗壳程污垢，对于油品换热器，初步确定选用浮头式换热器。
浮头式换热器(过程设备设计课程设计说明书)
目录设计题目及工艺参数---------------------------------------------------1一、换热器的分类及特点---------------------------------------------------2二、结构设计-------------------------------------------------------------51、管径及管长的选择---------------------------------------------------52、初步确定换热管的根数n和管子排列方式-------------------------------53、筒体内径确定-------------------------------------------------------54、浮头管板及钩圈法兰结构设计-----------------------------------------65、管箱法兰、管箱侧壳体法兰和管法兰设计-------------------------------76、外头盖法兰、外头盖侧法兰设计---------------------------------------77、外头盖结构设计-----------------------------------------------------88、接管的选择--------------------------------------------------------------------------------------89、管箱结构设计-------------------------------------------------------810、管箱结构设计------------------------------------------------------811、垫片选择----------------------------------------------------------912、折流板------------------------------------------------------------------------------------------913、支座选取----------------------------------------------------------1014、拉杆的选择--------------------------------------------------------1315、接管高度（伸出长度）确定------------------------------------------1316、防冲板------------------------------------------------------------1317、设备总长的确定----------------------------------------------------1318、浮头法兰---------------------------------------------------------------------------------------1419、浮头管板及钩圈----------------------------------------------------14三、强度计算--------------------------------------------------------------141、筒体壁厚的计算-----------------------------------------------------142、外头盖短节，封头厚度计算-------------------------------------------153、管箱短节、封头厚度计算 --------------------------------------------164、管箱短节开孔补强的核校 --------------------------------------------165、壳体压力试验的应力校核---------------------------------------------166、壳体接管开孔补强校核-----------------------------------------------177、固定管板计算-------------------------------------------------------188、无折边球封头计算 --------------------------------------------------199、管子拉脱力计算-----------------------------------------------------20四、设计汇总-----------------------------------------------------21五、设计体会--------------------------------------------------------------21参考文献--------------------------------------------------------------22设计题目：浮头式换热器工艺参数：管口表：符号公称直径（mm）管口名称a 130 变换气进口b 130 软水出口c 130 变换气出口d 130 软水进口e 50 排尽口设备选择原理及原因：浮头式换热器的结构较复杂，金属材料耗量较大，浮头端出现内泄露不易检查出来，由于管束与壳体间隙较大，影响传热效果。
浮头换热器的课程设计说明书
化工原理课程设计设计题目：浮头式换热器的设计指导教师李毅学生姓名凌风2010 年 10 月 20 日浮头式换热器设计任务书一、设计题目：浮头式换热器的设计二、设计原始数据操作条件：①大豆油：入口温度133℃，出口温度40℃②冷却介质：循环水，入口温度30℃，出口温度40℃③大豆油处理量：5000kg/h④允许压降：不大于1×105Pa⑤大豆油定性温度下的物性数据：根据液体相对密度共线图查得86.5℃下大豆油的密度为： =925 kg/m3根据液体粘度共线图得86.5℃下大豆油的粘度为：μ=0.000850 Pa/s根据液体比热容共线图得86.5℃下大豆油的定压比热容为：2.052 kJ/(kg·℃)CP0 =查表得86.5℃下大豆油的导热系数为λ=0.1559 W/(m·℃)⑥循环冷却水在定性温度下的物性数据如下：ρ=994 kg/m3密度：i=4.08 kJ/(kg·℃)定压比热容：CPiλ=0.626 W/(m·℃)导热系数：iμ=0.000725 Pa/s粘度：i⑦每年按330天计算，每天24小时连续运行。
三、设备型式浮头式换热器四、设计任务1.编写课程设计说明书2.设计计算列管式换热器的管径尺寸、管内流速、热负荷、传热面积、管程数、管数、壳程数和接管尺寸等3.工艺流程图及换热器工艺条件图4.设计评述目录一、设计方案 (3)1.1选择换热器的类型 (3)1.2流动空间及流速的确定 (3)二、物性数据 (4)三、计算总传热系数 (4)3.1热流量 (4)3.2平均传热温差(逆流) (4)3.3冷却水用量 (4)3.4总传热系数K (4)四、计算传热面积 (5)五、工艺结构尺寸 (5)5.1管径和管内流速 (5)5.2管程数和传热管数 (5)5.3平均传热温差校正系数 (6)5.4传热管排列和分程方法 (6)5.5壳体内径 (6)5.6折流板 (6)5.7接管 (7)六、换热器核算 (7)6.1热量核算 (7)6.2换热器内流体的流动阻力 (9)6.3换热器主要结构尺寸和计算结果 (10)七、主体设备图 (11)八、参考文献 (11)九、主要符号说明 (11)十、总结 (12)一、设计方案1.1选择换热器的类型两流体温度变化情况：入口温度133℃，出口温度40℃循环水，入口温度30℃，出口温度40℃本设计任务为煤油冷却器的设计，两流体在传热过程中无相的变化，该换热器用循环冷却水冷却，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和壳体壁温之差较大，因此初步确定选用带膨胀节的固定管板式换热器；固定管板式换热器结构比较简单，制造简单，制造成本低，管程可用多种结构，规格范围广，在生产中广泛应用。
浮头式换热器设计说明书
1 绪论1．1 换热设备在工业中的应用在炼油、化工生产中，绝大多数的工艺过程都有加热、冷却和冷凝的过程，这些过程总称为换热过程。
传热过程的进行需要一定的设备来完成，这些使传热过程得以实现的设备就称之为换热设备。
据统计，在炼油厂中换热设备的投资占全部工艺设备总投资的35％～40％,因为绝大部分的化学反应或传质传热过程都与热量的变化密切相关，如反应过程中：有的要放热、有的要吸热、要维持反应的连续进行，就必须排除多余的热量或补充所需的热量。
工艺过程中某些废热或余热也需要加以回收利用，以降低成本。
综上所述，换热设备是炼油、化工生产中不可缺少的重要设备。
换热设备在动力、原子能、冶金及食品等其他工业部门也有着广泛的应用。
1．2 换热设备的分类1.2.1按作用原理或传热方式可分为：直接接触式、蓄热式、间壁式。
1.2.1.1直接接触式换热器，如下图所示热流体图1.1其传热的效果好，但不能用于发生反应或有影响的流体之间。
蓄热式换热器，如下图所示图1.2其适用于温度较高的场合，但有交叉污染，温度被动大。
1.2.1.3 间壁式换热器，又称表面式换热器利用间壁进行热交换。
冷热两种流体隔开，互不接触，热量由热流体通过间壁传递给冷流体。
1.2.2 按其工艺用途可分为：冷却器（cooler）、冷凝器（condenser）、加热器（一般不发生相变）（heater）、蒸发器（发生相变）（evaporator）、再沸器（reboiler）、废热锅炉（waste heat boiler）。
1.2.3 按材料分类：分为金属材料和非金属材料换热器。
1．3 国内外的研究现状上个世纪70年代初发生世界性能源危机，有力地促进了传热强化技术的发展。
为了节能降耗，提高工业生产的经济效益，要求开发适用不同工业过程要求的高效能换热设备。
因此，几十年来，高效换热器的开发与研究始终是人们关注的课题，国内外先后推出了一系列新型高效换热器。
近年来，国内已经进行了大量的强化传热技术的研究，但在新型高效换热器的开发方面与国外差距仍然较大，并且新型高效换热器的实际推广和应用仍非常有限。
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用水冷却煤油产品的浮头式换热器的设计说明书1.传热工艺计算 (2)1.1 确定设计方案 (2)1.2 定流体的平均温度及物性数据 (2)1.3 估算传热面积 (3)1.3.1热流体的热量 (4)1.3.2 计算冷介质的流量 (4)1.4 工艺结构尺寸 (5)1.4.1 换热器壳径的确定 (6)1.4.2 换热器折流板的尺寸及数量的确定[7] (6)1.4.3 接管规格 (6)1.5 换热器核算 (7)1.5.1 管程对流传热系数iα： (7)1.5.2 壳程对流传热系数0α： (8)1.5.3 总传热系数0k (9)1.5.4 计算流体阻力 (10)2.设计计算 (12)2.1 筒体的计算 (12)2.1.1 计算条件 (12)2.1.2 厚度的计算 (13)2.2 .管箱短节的计算 (13)2.2.1 计算条件 (13)2.2.2 厚度计算 (14)2.3 外头盖短节计算 (14)2.3.1 计算条件 (14)2.3.2 厚度计算 (15)2.4 管箱封头计算 (15)2.4.1 计算条件 (16)2.4.2 厚度计算 (16)2.5 外封头盖计算 (16)2.5.1 计算条件 (16)2.5.2 厚度计算 (17)2.6 管板的设计 (17)2.6.1 符号说明 (17)2.6.2 管板厚度的计算 (19)2.6.3 换热管的轴向应力 (22)2.6.4换热器与管板连接拉脱力 (23)2.7 浮头盖的设计计算 (23)2.7.1 管程压力P t作用下浮头盖的计算 (23)2.7.2壳程压力P s作用下浮头盖的计算 (28)2.8开孔补强 (31)2.9水压试验校核 (32)1.1设计条件（1）使煤油从200℃冷却到35℃，压力1.0MPa；（2）冷却剂为水，水压力为0.5MPa；（3）处理量为12t/h。
1.2流动空间及流速的测定由于循环冷却水较易结垢，为了便于水垢清洗，水走管程，煤油走壳程，换热管选φ25×2.5的碳钢无缝钢管管，管内流速取1m/s。
1.3 定流体的平均温度及物性数据对于一般气体和水等低粘度流体，其定性温度可取流体进出口温度的平均温度，管程、壳程介质的进出口温度如表2.1所示：表1.1 流体温度参数工艺数据煤油循环水入口温度 200℃ 25℃ 出口温度 35℃35℃则平均温度：2/)(0T T T i m +=2/)(0t t t i m +=式中： i T ，0T ——热流体的进、出口温度，℃； i t ，0t ——冷流体的进、出口温度，℃. 则：煤油的平均温度 C T m 05.117235200=+=水的平均温度 C t m 03023525=+=根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据，如表2.2所示。
表2.2 流体物性参数介质密度 Kg/m 3比热 KJ/(kg.℃)粘度 pa.s导热系数 w/m. ℃水（t=30℃） 995.74.1740.8012×310-0.6171煤油（T=117.5）。
7642.400.548×310-0.10381.3 估算传热面积 1.3.1热流体的热量)()(1221t t C W T T C m Q pc c ph h -=-==)35200(40.212000-⨯⨯ =4752000kJ/h=1320kw1.3.2 计算冷介质的流量)(12t t C QW pc c -==()2535174.44752000-⨯=113847.6kg/h =31.62kg/s式中 h W 、c W ——热流体流量和冷水的流量。
两流体的温差()()C t t t t t m0212156253535200ln 253535200ln=-----=∆∆∆-∆='∆1.3.3 总传热系数(1)管程传热系数2.248550008012.07.9951020.0=⨯⨯==i i i i e u d R μρ4.08.0023.0ri ii P du d ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=μρλα=023.0()4.08.06171.00008012.01000174.42.24855020.06171.0⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯⨯=4581()C m w 02/⋅ (2)壳程传热系数假设壳程传热系数400=o α()C m w 02/⋅管程污垢热阻 w k R si/104394.34-⨯= 壳程污垢热阻 w k R so /1072.14-⨯=管壁导热系数 4.45=λ()C m w 02/⋅ （3）总传热系数i i i i siso d d d d d d d R R K 000000ln 211λαα++++=020.0025.0ln 4.452025.0020.04581025.0020.0025.01044.31072.14001144⨯+⨯+⨯⨯+⨯+=--291=()Cm w 02/⋅（4）计算传热面积23018156291101320m t K QSm =⨯⨯=∆=考虑10%的面积裕度S = 1.1 1S = 1.1×81 = 89.1m 21.4工艺结构尺寸1.4.1管径和管内流速的测量换热管选φ25×2.5的碳钢无缝钢管管，取管内流速u i =1m/s1.4.2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1011020.0785.03600/7.995/6.113847422=⨯⨯==ud V n i s π按照单程计算所需传热管长度m d n S L s 2.11025.014.31011.890=⨯⨯==π按单管程设计过长，宜采用多管程结构，取l=6m 管程数 n p =Ll =11.26=2双程传热管数取n=2021.4.3平均传热温差校正及壳程数平均传热温差校正系数：P=0571.02520025351112=--=--t T t t ,5.162535352001221=--=--=t t T T R因R=16.5点难以在图中找到，可以用1R 代替R ，PR 代替P查图得97.0=∆t ϕ。
C t t mt m 03.545697.0=⨯='∆⨯=∆∆φ 采用组合排列的方式，每程内均按正三角排列，隔板间采用正方形排列，因此管心距 t=1.25×25=32mm横过管数中心的管数 n c =1.19√n =1.19√168=171.4.4 换热器壳径的确定采用多管程结构，取管板利用率7.0=η 则壳体内径 5707.02023205.105.1=⨯⨯==ηNt D按壳体直径标准系列尺寸圆整所以取i D 为600mm1.4.2 换热器折流板的尺寸及数量的确定选取折流板与壳体之间的间隙为3.5mm ，因此折流板的直径为： 折流板的直径：c D =i D -2×3.5=593mm 取折流板的间距为：B=0.3D=180 圆缺高度h=0.25D=150 折流板的档板数1-=折流板间隙传热管长B N=11806000- =321.4.3 接管规格A 管程()mm uV d s1420.27.9953600/6.11384744=⨯⨯⨯==ππmmB 壳程()mm u Vd i 1453.07643600/1200044=⨯⨯⨯=ππ C 接管规格（1）管程：8159⨯φ： （2）壳程：8159⨯φ1.5 换热器核算核算总传热系数[6]1.5.1 管程对流传热系数i α：4.08.0023.0ri ii P du d ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=μρλα管程流通面积：S i =π4d 2n s =π4×0.0202×101=0.0317m 2管程流体流速：u i =w i 3600S i ρi=113847.63600×0.0317×995.7=1.0m 22.248550008012.07.9950.1020.0=⨯⨯==i i i i e u d R μρ4.08.0023.0rii iP du d ⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯=μρλα=023.0()4.08.06171.00008012.01000174.42.24855020.06171.0⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯⨯=4581()C m w 02/⋅1.5.2 壳程对流传热系数0α：14.03/15.0000)()()(36.0we e cpu u d d μμλμρλα⨯=取换热器列管的中心距t =mm 32 壳程流通截面积为：⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=t d BD A 01 = ⎪⎪⎭⎫⎝⎛-⨯⨯032.0025.016.018.0 = 023625.02m 壳程流体流速及其雷诺数： Au ν==7643600023625.012000⨯⨯=s m /185.0 当量直径：m d d t d e 020.0025.014.3)025.04032.023(4)423(4220202=⨯-⨯=-=πππ 雷诺数：00μρu d R e e ==000548.0764185.0020.0⨯⨯=5158λμp r C P =1038.01048.51040.233-⨯⨯⨯==12.67粘度校正，壳程煤油被冷却，取14.03/15.0000)()()(36.0we e cpu u d d μμλμρλα⨯= =()()167.125158020.01038.036.03/155.0⨯⨯⨯=479()C m w 02/⋅1.5.3 总传热系数0k管壁热阻可忽略管内，外侧污垢热阻分别为：wk R w k R so si /1072.1/1044.344--⨯=⨯=总传热系数k 0为：ii i i siso d d d d d d d R R K 000000ln 211λαα++++=2025ln 24.45025.0020.04581025.0020.0025.01044.31072.14791144⨯+⨯+⨯⨯+⨯+=--=330ω/m 2 k=267.4 计算传热面积23014.7156330101320m t K QS m =⨯⨯=∆= 0.141w μμ⎛⎫= ⎪⎝⎭实际传热面积201.956025.0202m L d N S t =⨯⨯⨯==ππ 该换热器的面积裕度为： H=S−S 1S 1×100%=95.2−71.471.4×100%=33%传热面积裕度足够，能够完成生产任务。
1.5.4 计算流体阻力核算管程和壳程的压强降 A 管程压力降公式：∑∆i p =S p t i N N F u d l 22水ρςλ⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+式中 ： 0F =1.5 ， p N = 2, i d (内径)=mm 22 S N =1 ς=3μρ水i i e u d R ==310812.07.9950.102.0-⨯⨯⨯=4102.24855>所以为湍流。