(能源化工行业)化工原理换热器设计

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化工原理课程设计换热器

化工原理课程设计换热器

化工原理课程设计换热器
换热器设计是化工原理课程设计中一个重要的部分。

下面将为您介绍步骤和注意事项。

一、设计步骤:
1. 确定换热器类型:根据工艺要求及介质性质,选择适合的换热器类型,如管壳式、板式、螺旋板式等。

2. 估算传热系数:根据换热器类型、流体类型、流量、温度等因素,估算出传热系数。

3. 计算传热面积:根据所需传热量和传热系数,计算指定温度下需求的传热面积。

4. 选择换热器管径及壳体规格:根据所需传热面积和换热器类型,选择合适的换热器管径及壳体规格。

5. 设计热损失:根据换热器使用环境,计算换热器热损失量,以确保能量转化的高效。

6. 设计流路:结合工艺流程及介质性质,确定换热器内部介质的流路和流速,
以确保传热效率。

二、注意事项:
1. 选用合适的换热器类型,以确保传热效率和占用空间的合理性。

2. 估算传热系数要考虑介质性质、流量、温度等因素,更加科学地估算传热系数。

3. 所需传热面积要根据实际需要,同时结合换热器的大小、材质等因素做出合理的选择。

4. 选择换热器管径及壳体规格要遵循一定的社会标准及安全规范,以确保换热器使用的稳定性和安全性。

5. 设计热损失要考虑换热器使用环境,以确保能量转化的高效。

同时,必须符合国家有关规定。

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。

化工原理课程设计换热器

化工原理课程设计换热器

化工原理课程设计换热器本文主要介绍化工原理课程设计中涉及到的换热器的相关知识和设计思路。

换热器是化工工业中常用的设备之一,其主要功能是通过传导、对流和辐射的方式实现热量的传递,从而将一个流体的热量传递给另一个流体。

因此,在化工原理课程设计中涉及到换热器的设计,既需要考虑流体的物理性质,也需要考虑热力学参数的影响。

换热器的类型繁多,按照传热方式的不同可分为对流式换热器和辐射式换热器。

常用的对流式换热器包括管壳式换热器、板式换热器和螺旋式换热器等。

在换热器的设计中,需要首先确定换热器所要实现的传热方式和工作条件,如流体流速、进出口温度和压力等。

接下来需要考虑的问题是如何选择合适的材料以满足流体的物理性质和热力学参数的要求。

在化工原理课程设计中,换热器的设计重点之一是热力学计算。

为了实现对流体的热量传递,需要考虑流体的传热系数。

传热系数与流体的物理性质密切相关,包括流体的密度、比热、粘度和导热系数等。

通过对这些参数的测量和分析,可以计算出传热系数,并进而确定换热器的传热效率。

另外,在化工原理课程设计中,换热器的设计还需要考虑到换热器的尺寸、材料和结构等方面的问题。

尺寸的设计需要考虑工作流体的容积和流速等因素,以保证换热器的实现效率和安全性。

材料选择需要考虑到流体的化学性质,以避免流体与材料发生反应和腐蚀。

结构设计需要兼顾容易清洗、拆卸和维护的要求,以方便日常运行和维护。

总之,在化工原理课程设计中,换热器的设计是一个系统性的工程,包括物理学、化学和工程学等多个学科领域的综合运用。

只有充分理解流体的物理性质和热力学参数,才能做出合理的设计并实现高效的换热效果。

同时,还需要考虑到实际工程的应用需求,以满足生产的需要和安全的要求。

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

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。

化工原理课程设计——换热器设计

化工原理课程设计——换热器设计

化工原理课程设计——换热器设计本课题研究的目的要紧是针对给定的固定管板式换热器设计要求,通过查阅资料、分析设计条件,以及换热器的传热运算、壁厚设计和强度校核等设计,差不多确定固定管板式换热器的结构。

通过分析固定管板式换热器的设计条件,确定设计步骤。

对固定管板式换热器筒体、封头、管板等部件的材料选择、壁厚运算和强度校核。

对固定管板式换热器前端管箱、后端管箱、传热管和管板等结构进行设计,对换热器进行开孔补强校核。

绘制符合设计要求的固定管板式换热器的图纸,给出相关的技术要求;在固定管板换热器的结构设计过程中,要参考相关的标准进行设计,比如GB-150、GB151……,使设计能够符合相关标准。

同时要是设计的结构满足生产的需要,达到安全生产的要求。

通过设计过程达到熟悉了解换热器各部分结构特点及工作原理的目的。

关键词:换热器;固定管板;设计;强度名目摘要 ....................................................... 错误!未定义书签。

1绪论 (1)1.2固定管板换热器介绍 (2)1.3本课题的研究目的和意义 (3)1.4换热器的进展历史 (4)2产品冷却器结构设计的总体运算 (6)2.1 产品冷却器设计条件 (6)2.2前端管箱运算 (8)2.2.1前端管箱筒体运算 (8)2.2.2前端管箱封头运算 (10)2.3后端管箱运算 (11)2.3.1后端管箱筒体运算 (11)2.3.2后端管箱封头运算 (12)2.4壳程圆筒运算 (13)3各部分强度校核 (15)3.1开孔补强运算 (15)3.2壳程圆筒校核 (18)3.3管箱圆筒校核 (19)4换热管及法兰的设计 (20)4.1换热管设计 (20)4.2管板设计 (21)4.3管箱法兰设计 (22)4.4壳体法兰设计 (25)4.5各项系数运算 (27)5 产品冷却器制造过程简介 (34)5.1 总则 (34)5.2零部件的制造 (34)结论 (43)参考文献: (44)致谢 (44)1绪论1.1换热器的作用及分类在工业生产中,换热设备的要紧作用是使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体,使流体温度达到工艺过程规定的指标,以满足工艺过程上的需要。

化工原理课程设计模板-换热器

化工原理课程设计模板-换热器

化工原理课程设计模板-换热器1. 引言换热器是化工过程中常用的设备之一,其主要功能是在流体之间进行热量传递,以实现温度控制、能量回收等目的。

本文将介绍化工原理课程设计中换热器的设计过程和要点。

2. 设计目标在进行换热器设计之前,首先要确定设计的目标。

设计目标包括但不限于以下几点:•确定需要传热的流体的进口温度和出口温度;•确定传热后流体的温度变化范围;•确定换热器的热传导面积;•确定换热器的传热系数。

3. 设计步骤换热器的设计过程可以分为以下几个步骤:3.1 确定流体的性质参数在设计换热器之前,需要明确流体的性质参数,包括流体的密度、比热容以及传热系数等。

这些参数可以通过实验测定或者查阅相关文献获得。

3.2 计算流体的传热量根据热传导定律,可以计算流体的传热量。

传热量的计算公式如下:Q = m * c * ΔT其中,Q表示传热量,m表示流体的质量,c表示流体的比热容,ΔT表示流体的温度变化。

3.3 确定换热器的传热面积根据热传导定律,可以计算换热器的传热面积。

传热面积的计算公式如下:A = Q / (U * ΔTlm)其中,A表示传热面积,U表示换热器的传热系数,ΔTlm表示对数平均温差。

3.4 选择换热器的类型和结构根据设计要求和实际情况,选择合适的换热器类型和结构。

常见的换热器类型包括管壳式换热器、板式换热器等。

3.5 进行换热器的细节设计在确定了换热器的类型和结构之后,进行换热器的细节设计,包括管道的布置、流体的流动方式以及换热器的材料选择等。

3.6 进行换热器的性能评价完成换热器的设计之后,进行性能评价,验证设计结果是否满足设计目标。

性能评价主要包括换热器的传热效率、压降以及经济性等方面。

4. 实例分析下面通过一个实例来说明换热器的设计过程。

实例:管壳式换热器假设需要设计一个管壳式换热器,用于将流体A的温度从40℃降至20℃,同时将流体B的温度从70℃升至90℃。

根据设计要求,我们可以计算出流体A和流体B的传热量,然后根据对数平均温差计算出传热面积,从而确定换热器的尺寸。

化工原理设计(换热器设计)

化工原理设计(换热器设计)

广东石油化工学院化工原理课程设计说明书题目:柴油预热原油的管壳式换热器学生班级:学生姓名:学生学号: 18指导教师:李燕化学化工学院年月日化工原理课程设计任务书一、设计题目:列管式换热器设计二、设计任务及操作条件某炼油厂用柴油将原油预热。

柴油和原油的有关参数如下表, 两侧的污垢热阻均可取1.72×10-4m2.K/W,要求两侧的阻力损失均不超过0.5×105Pa。

试选用一台适当型号的列管式换热器。

(x:学号)三、设计要求提交设计结果,完成设计说明书。

设计说明书包括:封面、目录、设计任务书、设计计算书、设计结果汇总表、参考文献及设计自评表、换热器装配图等。

(设计说明书及图纸均须手工完成)四、定性温度下流体物性数据物料温度℃质量流量kg/h比热kJ/kg.℃密度kg/m3导热系数W/m.℃粘度Pa.s 入口出口柴油175 T2 34220 2.48 715 0.133 0.64×10-3原油70 110 44330 2.20 815 0.128 3.0×10-3 推荐总K=45~280 W/m.℃注:若采用错流或折流流程,其平均传热温度差校正系数应大于0.8五、参考书目:1、姚玉英 . 化工原理 ,上册,1版.天津:天津大学出版社,19992、柴诚敬.化工原理课程设计. 1版.天津:天津大学出版社,19943、匡国柱.化工单元过程及设备课程设计. 1版.北京:化学工业出版社,20024、李功祥.常用化工单元设备设计.1版.广州:华南理工大学出版社,2003目录1.设计任务书 (1)2.概述 (2)3.设计条件及物性参数表 (2)4.方案设计和拟定 (3)5.设计计算 (6)6.热量核算 (11)7.参考文献 (16)8.心得体会 (17)1.设计任务书1.1设计题目用柴油预热原油的管壳式换热器1.2设计任务1.查阅文献资料,了解换热设备的相关知识,熟悉换热器设计的方法和步骤;2.根据设计任务书给定的生产任务和操作条件,进行换热器工艺设计及计算;3.根据换热器工艺设计及计算的结果,进行换热器结构设计;4.以换热器工艺设计及计算为基础,结合换热器结构设计的结果,绘制换热器装配图;5.编写设计说明书对整个设计工作的进行书面总结,设计说明书应当用简洁的文字和清晰的图表表达设计思想、计算过程和设计结果。

化工原理课程设计__换热器

化工原理课程设计__换热器

化⼯原理课程设计__换热器⼀、设计任务书⼆、确定设计⽅案2.1 选择换热器的类型本设计中空⽓压缩机的后冷却器选⽤带有折流挡板的固定管板式换热器,这种换热器适⽤于下列情况:①温差不⼤;②温差较⼤但是壳程压⼒较⼩;③壳程不易结构或能化学清洗。

本次设计条件满⾜第②种情况。

另外,固定管板式换热器具有单位体积传热⾯积⼤,结构紧凑、坚固,传热效果好,⽽且能⽤多种材料制造,适⽤性较强,操作弹性⼤,结构简单,造价低廉,且适⽤于⾼温、⾼压的⼤型装置中。

采⽤折流挡板,可使作为冷却剂的⽔容易形成湍流,可以提⾼对流表⾯传热系数,提⾼传热效率。

本设计中的固定管板式换热器采⽤的材料为钢管(20R 钢)。

2.2 流动⽅向及流速的确定本冷却器的管程⾛压缩后的热空⽓,壳程⾛冷却⽔。

热空⽓和冷却⽔逆向流动换热。

根据的原则有:(1)因为热空⽓的操作压⼒达到1.1Mpa ,⽽冷却⽔的操作压⼒取0.3Mpa ,如果热空⽓⾛管内可以避免壳体受压,可节省壳程⾦属消耗量;(2)对于刚性结构的换热器,若两流体的的温度差较⼤,对流传热系数较⼤者宜⾛管间,因壁⾯温度与对流表⾯传热系数⼤的流体温度相近,可以减少热应⼒,防⽌把管⼦压弯或把管⼦从管板处拉脱。

(3)热空⽓⾛管内,可以提⾼热空⽓流速增⼤其对流传热系数,因为管内截⾯积通常⽐管间⼩,⽽且管束易于采⽤多管程以增⼤流速。

查阅《化⼯原理(上)》P201表4-9 可得到,热空⽓的流速范围为5~30 m ·s -1;冷却⽔的流速范围为0.2~1.5 m ·s -1。

本设计中,假设热空⽓的流速为8 m ·s -1,然后进⾏计算校核。

2.3 安装⽅式冷却器是⼩型冷却器,采⽤卧式较适宜。

空⽓⽔⽔空⽓三、设计条件及主要物性参数3.1设计条件注:要求设计的冷却器在规定压⼒下操作安全,必须使设计压⼒⽐最⼤操作压⼒略⼤,本设计的设计压⼒⽐最⼤操作压⼒⼤0.1MPa 。

3.2确定主要物性数据3.2.1定性温度的确定可取流体进出⼝温度的平均值。

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2.管子的设计
(1)采用光滑管
光滑管结构简单,制造容易。缺点是它强化传热的性能不足。为了提高换
热器的传热系数,可采用结构形式多样化的管子,如异性管,翅片管,螺纹管
等。
(2)选用的管子。
(3)管长我国生产的无缝钢管长度壹般为6m,故系列中换热管的长度
分为1.5,2,3,4.5,6米几种,本设计中采用4.5米长的管子。
正戊烷
52
596
0.18
2.34
0.157
循环水
32.5
994
0.725
4.08
0.626
2.估算传热面积
(1)计算热负荷
=6/(30024)=8333.3kg/h=2.31kg/s
(2)冷却水用量
==804.3/4.08(40-25)=13.1kg/s
(3)计算有效平均温度差
逆流温差
(4)选取经验传热系数K值
取传热管长l=4.5m,则该换热器的管程数为
=
传热管总根数N=53×4=212(根)
(3)平均传热温差校正及壳程数:
平均温差校正系数有:
R=
P=
单壳程,双管程结构,查得
平均传热温差℃
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)壳体内径
采用多管程结构,壳体内径可按下式估算。取管板利用率η=0.7,则壳
,其计算公式为:
得:
(2)随蒸汽冷凝,流通截面积逐渐缩小,以保持蒸汽的流速。
(3)冷凝器的组合方式:单台。
(4)冷凝器内部安装折流板
在对流传热的换热器中,为了加强壳层流动的速度和湍流程度,以提高传
热效率,再在壳层内可安置折流板,折流板仍起支撑的作用。
(5)通入蒸汽前要用壹排气管排出里面的空气和不凝气,但传热冷凝过程中必须
(能源化工行业)化工原理换热器设计
|化工原理课程设计任务书
专业班级:07过控02学生姓名:赵凯学号:0703020228
壹设计题目:正戊烷冷凝器的设计
二课题条件(文献资料,仪器设备,指导力量)
(壹)设计任务
设计壹冷凝器,冷凝正戊烷蒸气;
处理能力:6万吨/年。
正戊烷蒸气压力:0.75kgf/cm2,其饱和温度为52,蒸发潜热为83kcal/kg
22

折流板外径
595
折流板厚度
5
壳体厚度d
11
壳程流体进口接管规格
壳程流体出口接管规格
管程流体进出口接管规格
封头厚度d
10
封头内径
600
封头曲面高度
120
封头直径高度
30
传热负荷Q
804.3
KW
正戊烷蒸汽流量m1
2.31
Kg/s
循环水流量m2
13.1
Kg/s
初选总传热系数Ko
650
W/m2.K
初步估算传热面积A
经济和环境效益评价:生命周期方法是壹种针对产品或生产工艺对环境影响进行评价的过程,它通过对能量和物质消耗以及由此造成的废弃物排放进行辨识和量化,来评估能量和物质利用对环境的影响,以寻求对产品或工艺改善的途径。这种评价贯穿于产品生产、工艺活动的整个生命周期,包括原材料的开采和加工、产品制造、运输、销售、产品使用和再利用、维护、再循环及最终处置。本设计中使用水作冷却剂,无污染,耗资少,无有害气体产生,整个过程简单,易操作,环境和经济效益良好。
座,支撑式支座和鞍式支座。本设计中采用鞍式支座,以满足卧式冷凝器的要
求。查表得选用支座壹个,支座壹个。
11.其他
(1)拉杆数量和直径选取,本换热器壳体内径为600mm,故其拉杆直径为Ф12
拉杆数量不得少于10。壳程入口处,应设置防冲挡板。
(2)其他附属部件可根据国家标准的有关规定及容器设计规范进行选用,计
冷却剂:自来软水,进口温度出口温度
(二)操作条件:
(1)生产方式:连续操作
(2)生产时间:每年以300天计算,每天24小时
(3)冷凝器操作压力为常压,管程和壳程的压力均不大于30kpa
三.设计任务
1.确定设计方案,绘制工艺流程图。
2.热力学计算
2.1热力学数据的获取
2.2估算传热面积
2.3工艺尺寸的计算

考虑到开孔的削弱及安全,以及开孔的强度补偿措施,取壳体厚度为11mm。
壳体总重约155Kg。
7.壳程接管的设计
(1)壳程流体进口接管:取接管内气体流速为u1=10m/s,则接管内径为
m
圆整后可取接管规格为。
(2)管程流体进出口接管:取接管内液体流速u2=2.0m/s,则接管内径为
m
圆整后可取接管规格为。
h=20%=20%600mm=120mm。
(4)允许折流板的间距和管径有关,取折流板间距B=0.3D,
则B=0.3×600mm=180mm,取B为200mm。
折流板数目=
折流板圆缺面水平装配
(5)折流板外径为600-5=595mm。
(6)折流板厚度为5mm
6.壳体设计
壳体厚度计算:
其中,,,(双面焊缝),
由于该换热器壳程流体的操作压力较高,所以壳程流体的阻力也比较适宜。
结构设计
1.冷凝器的安装
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ(1)采用卧式换热器
卧式换热器相对立式换热器,其占地面积虽然大壹些,但其传热系数高,
不易积气,易于安装和维修等。为了减少液膜在列管上的包角及液膜的厚度,
管板在装配时留有1%左右的坡度,或者将其轴线和设备水平线偏转壹定的角度
体内径为
D=1.05t
按卷制壳体的进级档,可取D=600mm
则横过管数中心线管的根数(根)
卧式固定管板式换热器的规格如下:
公称直径D…………………………600mm
公称换热面积S……………………66.8m2
管程数…………………………4
管数n………………………………212
管长L………………………………4.5m
根据管程走循环水,壳程走正戊烷,总传热系数K现暂取:
(5)估算换热面积
3.工艺尺寸计算
(1)管径和管内流速选用Φ25×2.5mm较高级冷拔传热管(碳钢),取管内流速u1=0.8m/s。
(2)管程数和传热管数可依据传热管内径和流速确定单程传热管数
=(根)
按单程管计算,所需的传热管长度为
L=
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,现
差。
管子露出管板的长度,采用1.5mm。
5.折流板设计
(1)采用圆缺形性折流板。
(2)圆缺形折流板在卧式换热器中的排列分为圆缺上下方向和圆缺左右方向俩
种。上下方向排列者可造成液体的剧烈湍动,增大传热膜系数,这种结构最为
常用。故本设计中选用圆缺上下方向排列。
(3)圆缺折流板的圆缺高度壹般为%至40%,本设计中采用
(4)管板和壳体连接采用不可拆式,即直接焊在壳体上,稍微延伸,兼作法
兰,便于对胀口进行检查和维修以及清洗管子。
(5)管板直径和厚度
管板和壳体直径应保持壹致。
管板厚度和材料强度,介质压力,温度和压差,温差以及管子和外壳的
固定方式和受力因素有关。对于管子和管板胀接时,为保证胀接的可靠性,
管板的最小厚度为0.75。管子和管板焊接时,由于焊接能够达到甚至超过
9.法兰设计
(1)壳层流体进出口接管法兰,查表得:
焊缝
(2)管层流体进出口接管法兰,查表得:
焊缝
10.支座设计
化工设备中的支座是支撑设备位置用的壹种必不可少的部件,在某些场合
,支座仍能够承受设备操作时的震动,地震载荷,风雪载荷等。支座的结构形
式和尺寸往往取决于设备的型号,载荷情况及构造材料。常用的有:悬挂式支
面积核算
(1)壳程表面传热系数
(2)管内表面传热系数.,有
管程流体流通截面积
管程流体流速
普朗特数
(3)污垢热阻和管壁热阻
管外侧污垢热阻
管内侧污垢热阻
管壁热阻计算,碳钢在该条件下的热导率为50.29w/(m·K)。所以
(4)传热系数依式3-21有
(5)传热面积裕度:可得所计算传热面积Ap为
该换热器的实际传热面积为
该换热器的面积裕度为
传热面积裕度合适,该换热器能够完成生产任务。
5.壁温核算和冷凝液流型
核算壁温时,壹般忽略管壁热阻,按以下近似计算公式计算
,这和假设相差不大,能够接受。
核算流型
冷凝负荷
(符合层流假设)
6.压降校核
(1)计算管程压降
(结垢校正系数,管程数,壳程数)
取碳钢的管壁粗糙度为0.1mm,则,而,于是
管子直径……………………………
管子排列方式………………………正三角形
(5)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20%,则切去的圆缺高度为h=0.20*600=120mm。
取折流板间距B=0.3D,则
B=0.3*600=180mm,可取B=200mm。
折流板数N=传热管长/折流板间距-1=4500/200-1=22(块)
通过分析管壳式换热器壳程传热和阻力性能特点,说明在采用能量系数K/N来评
价强化传热时,应更着眼于提高其换热性能。本设计中:
,N=ΔP1+ΔP2+ΔP3+ΔP4=33603Pa
K/N=0.0253
满足要求,性能良好。
本设计通过对面积校核,压降校核,壁温校核等计算可知均满足要求,且传热效率为70%,能很好的完成任务。
列,用于壳侧流体清洁,不易结垢,后者壳侧污垢能够用化学处理掉的场合。
本设计中采用正三角形错列的排列方式,而在隔板俩侧采用正方形直列。
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