换热器工艺计算
进口温度出口温度平均温度体积流量质量流量密度定压比热容粘度导热系数
物料名称Ti To Tm V W ρcp μ℃℃Tm,℃m3/s kg/s kg/m3kJ/(kg.℃)Pa.s W/(m.℃)
热流体,h 氮气410330370 2.1315.467.25 2.76 1.60E-050.142管程冷流体,c 水203661930.16749 3.3820.18 2.95 2.30E-050.066
壳程1. 热流量计算，Q，kW
=3413.568kW 设计复核
2268.632290.6825
2. 冷流体流量，Wc 558558.08588=
3.3443402kg/s Ko 336.0618339.68254
管程流速2424.29198
3. 平均有效温差换热面积88.9981886.776018
2.6
＝136.24378℃
换热器裕量10%
换热管外径19mm
4. 换热管选用换热管厚度2mm
外径，do 19mm 管内流速24m/s
壁厚，t 2mm 换热管长度3m
内径，di 15mm 换热管根数497
导热系数60（查资料）筒体内径600mm
管内流体流速24m/s （假定）折流板间距250mm
折流板切口25%
5. 计算传热系数K 系数0.907
1）管程流体雷诺数系数 n 0.3
初选壳程传热系数550＝163125管程数，m 2
2)管程对流传热系数
2.1)低粘度流体，<2倍常温水粘度
2268.633）假定壳程的对流传热系数
550（假定）
4)污垢热阻
1.72E-04（查资料）
3.44E-04（查资料）平均温度下的物性参数（查资料）
λ
)(o i ph h T T c W Q -=)(/i o pc c t t c Q W -=m
t ?)
ln()
()(i o o i i o o i m t T t T t T t T t -----=
?℃?m W /h v h
h h i v d μρ=Re n
ph h h h i i i c v d d )/()/)(/(023.08.0λμμρλα==i α℃
?2/m W =o α℃?2/m W =i γ=o γ/W .2℃m /W .2℃m i
αo α?℃
?2/m W
5)=0.0029756
Ko=336.061776. 计算传热面积
＝74.55431
取裕量：10%
F=
82.07. 初选换热器参数
管心距t＝1.28do=24.32mm 管长l=3m 筒体内径Di=600mm 管子数n=497根折流板间距h=250mm 折流板切口百分比c=25%管程流通面积S=0.0877826m2计算换热面积Fc=88.998178
m28. 复核传热系数
1)管程对流传热系数
管程实际流速：
vh=24.29198m/s
管程对流传热系数=2290.68252)壳程对流传热系数
壳程的当量直径：
0.017981m
流体横过管束时的流通面积：
0.0328125
m2
折流板切除高度：0.15m 2.0943951
弧度
折流板弦长：0.5196152
m /W
.2℃m )d d (1)d d ()d d (t 1K 1i
o i i o i m o w o o o αγλγα++++=℃
?2/m W m o t K Q
F ?='2m 2m 0.8h )v (选用实际h i i v αα'=℃
?2/m W =+-=o i o i e nd D nd D d 22=-=)/1(1t d hD F o i ===i i cD D H )4(sin 2θ=θ==)2sin(θi D b
弓形面积：
0.0552766m2
管子截面积与壳体截面积之比：0.5535889注意：正三角形排列：
正方形排列：圆缺内的流通面积：
0.0246761
m2
几何平均流通面积：0.028455
m2单位面积的质量流量：117.53101雷诺数：97090.835普兰特准数：
1.0280303
假定 1.05壳程对流传热系数：
=558.085883)复核总传热系数
=0.0029439
Ko=339.682549. 校核有效平均温度
0.2312139
0.8871795查得：0.850115.80722=--=2
)2/()2(212H D b D F i i s θ=
=2)(t d o ?β907.0=?785
.0=?=-=)1(2βs F F =
?=21F F F m ==
m c m F W G )./(2s m kg ==c m o em
G d R μ/==c c pc r c P λμ/=
14.0)/(w μμ=
=14.0333.0606.0)/()()(72.1w r em e o c
o P R d d μμλα。℃
?2/m W )d d (1)d d ()d d (t 1K 1i
o i i o i m o w o o o αγλγα++++=℃
?2/m W =--=i o o i t t T T R =--=
i i i o t T t t P =
?t ε=
?=??lm t m t t ε
10. 校核传热面积
86.776018m2
11. 计算流体阻力
1）管程压力降
由管内雷诺数163125查得管内摩擦系数fi:0.01
直管沿程阻力引起的压力降：=34225.818Pa
管程回弯压力降：
17112.909
=
?=??lm t m t t εm o t K Q
F ?='14
.02)/)(2/)((4-=?w h i i l v d ml f p μμγ==?2)4(2h r v m p γ
%