U型管换热器
u型管换热器的工作原理
u型管换热器的工作原理
U型管换热器是一种常见的换热设备，其工作原理如下：
1. 管道布置：U型管换热器由一根U型管组成，管道的两端分别连接到冷介质和热介质的进出口管道上。
2. 流体循环：冷介质通过进口管道进入一侧管道，然后穿过U 型管道，在另一侧管道中返回。
与此同时，热介质也通过另一组进出口管道流经U型管，进行换热。
3. 热交换：冷介质和热介质在U型管内进行传热。
当热介质流经管道时，传热给冷介质，使其升温。
同时，冷介质的热量会传递给热介质，使其降温。
4. 逆流原理：U型管换热器采用逆流原理，即冷介质和热介质在U型管中的流动方向相反。
这样的设计可以最大程度地提高传热效率。
5. 热量平衡：通过不断循环流动，冷介质和热介质在U型管换热器内达到热量平衡。
冷介质的温度逐渐升高，而热介质则降温，实现了热量的转移。
总而言之，U型管换热器通过U型管中的冷介质和热介质的流动，使它们在管内进行传热交换，并最终实现热能的转移。
这种换热器在工业生产中被广泛应用，具有结构简单、传热效率高等优点。
U型管式换热器的设计论文
摘要换热器是重要的化工单元操作设备之一。
其中管壳式换热器在化工生产中应用最为广泛。
根据管壳式换热器的结构特点，可分为固定管板式、浮头式、U型管式、填料函式和釜式再沸器五类。
近年来，尽管受到其它新型换热器的挑战，但管壳式换热器仍占主导地位。
本文主要讨论U型管式换热器的设计。
U型管式换热器是将换热管弯成U型，管子两端固定在同一块管板上。
由于换热管可以自由伸缩，所以壳体与换热管无温差应力。
因U型管式换热器仅有一块管板，结构较简单，而且管束可从壳体内抽出，壳侧便于清洗，但管内清洗困难，管内介质必须清洁且不易结垢。
U型管式换热器一般用于高温高压情况下，尤其是壳体与换热管金属壁温差较大时。
它具有结构简单紧凑、密封性能好、金属耗量小、造价低、热补偿性能好及承压能力强。
本文第一部分对设计方案进行论证，第二部分对U型管式换热器进行工艺设计计算，主要是传热系数、传热面积、压强降的计算。
第三部分是结构设计、强度计算及其校核。
本次设计采用Auto CAD软件绘制工程图。
图纸符合机械制图国家标准，结构合理。
设计计算结果比较准确，与实际运行设备参数基本相符。
关键词：换热器；传热系数；U型管；工艺设计AbstractHeat exchanger is one of the most important chemical unit operation equipments, among which shell and tube heat exchanger is used most widely in chemical engineering production. According to the structure characteristic of the shell and tube exchanger, heat exchanger can be divided into fixed tube-sheet, floating head-style, U-tube, the function and kettle-reboiler. Recently, although it has been challenged by other new type exchangers, the shell and tube heat exchanger still take unirreplacable role.This thesis is mainly about the design of U-tube exchanger. U-tube exchanger is made by exchanger which is bent into U-shaped, and both end of the tubes fix in the same piece of board. Exchanger can be stretched out and drawn back freely, so shell and tube have no pressure on the temperature difference. It is easy to clean the outside of the shell because the structure of the U-tube is simple with only one tube, and the tube can be pulled out from the shell. But the inside of the tube is difficult to clean for we have to keep the media clean and hard to be dirty. U-tube exchanger is usually used in the circumstance under high temperature and high voltage, especially when the difference in temperature of metal wall between shell and tube is apparent. It also has the feature that simple and compact structure, well sealed, low consumption of the mental, low price,heat and pressure compensation for good performance and strong pressure capacity.The first part of this thesis is to give the demonstration to the design. The second part is to compute the U-tube exchanger from the perspective of process design, mainly including the calculation of heat transfer coefficient, heat transfer area and pressure drop. The third part consists of the structure design, strength calculation and checking. This design makes full use of the Auto CAD to draw the engineering plat. The blueprint is correspond to the mechanical drawing of the national standards, which has reasonable structure. The result of the design calculation is basically correct and tally with the practical parameters of the operation of equipment.Key Word: Heat exchanger；Heat transfer coefficient；U-tube,；Process design.目录1绪论 (1)1.1换热器的概述 (1)1.2管壳式换热器的分类及其特点 (1)1.3U型管式换热器的结构及优点 (2)1.4机械设计的基本要求与内容 (3)1.5换热器发展趋势 (3)2设计方案的论证及选择 (5)2.1工艺简介 (5)2.2操作条件 (5)2.3设计方案的论证及选择 (5)3工艺设计计算 (9)3.1换热面积的计算 (9)3.1.1计算热负荷和流量 (9)3.1.2计算两流体的平均温度差 (10)3.1.3换热面积的计算 (10)3.2核算压强降 (13)3.2.1管程压强降 (13)3.2.2壳程压强降 (13)3.3核算总传热系数 (15)4机械设计计算 (18)4.1换热器壳体壁厚的计算 (18)4.1.1壳体壁厚的设计计算 (18)4.1.2管箱壁厚的设计计算 (19)4.2封头的计算 (20)4.3管箱接管壁厚计算 (23)4.3.1接管名义壁厚计算 (23)4.3.2接管有效壁厚 (24)4.3.3接管最小壁厚 (24)4.4壳程接管壁厚计算 (24)4.4.1接管名义壁厚 (24)4.4.2接管有效壁厚 (25)4.4.3接管最小壁厚 (25)4.5管子拉脱力计算 (26)4.5.1在操作压力下，每平方米胀接周边所产生的力 (26)4.5.2在温差作用下，管子每平方米胀接周边所产生的力 (26)4.6容器法兰的设计与校核 (27)4.6.1壳体法兰的选择 (27)4.6.2法兰强度的校核 (28)4.6.3法兰应力校核 (32)4.7螺栓设计 (32)4.7.1垫片的选用 (32)4.7.2螺栓的设计 (34)4.8开孔补强 (35)4.8.1补强结构 (35)4.8.2补强计算 (36)4.9管板设计 (37)4.9.1符号说明 (37)4.9.2设计计算和校核 (39)4.10支座设计 (40)4.10.1鞍座的设计计算 (40)4.10.2鞍座内力分析 (42)4.10.3圆筒应力计算与校核 (44)4.11爆破片的设计 (49)4.11.1爆破片的类型 (49)4.11.2爆破片的设计计算 (50)5结构设计 (52)5.1折流板设计 (52)5.1.1折流板结构设计 (52)5.1.2折流板缺口高度 (52)5.1.3折流板间距 (52)5.2拉杆的设计 (53)5.3防冲板的设计 (55)5.4挡管的设计 (55)5.5工艺接管设计 (55)5.6容器法兰的结构尺寸设计 (56)5.7焊接结构 (56)5.7.1焊接要求 (56)5.7.2主要焊接区结构 (57)6加工制造要求 (59)6.1制造技术要求 (59)6.2加工制造 (60)6.2.1容器筒体部分的制造 (60)6.2.2滚圆工艺 (60)6.2.3设备的组对装配 (61)6.2.4组对的基本工序及工具 (62)6.2.5换热器内部管件组对 (63)参考文献 (64)致谢 (65)附录 (66)1绪论1.1换热器的概述换热器是实现两种或两种以上温度不同的流体相互换热的设备。
U型管换热器设计说明书
流体流量进口温度出口温度压力煤油10tℎ⁄180℃40℃1MPa 水?tℎ⁄20℃40℃0.5MPa 一．热力计算1.换热量计算Q=m1∙C p1∙(T1−T2)=100003600∙2100∙(180−40)=817.32KJ/s 2.冷却剂用量计算m2=QC P2∙(t1−t2)=817.32∙1000 4183∙(40−20)=9.77KJ/s由于水的压力较之煤油较大，黏度较之煤油也较大，所以选择水为壳程，煤油为管程。
3.换热面积估算∆t1=|T1−t2|=140℃∆t2=|T2−t1|=20℃∆t m′=∆t1−∆t2ln∆t1∆t2=140−20ln14020=61.67∆t m′——按纯逆流时计算的对数平均温差∆t m=ε∆t∙∆t m′ε∆t——温差矫正系数ε∆t=φ（R.P）R=热流体的温降冷流体的温升=T1−T2t1−t2=180−4040−20=7P=冷流体温升两流体的初始温差=t2−t1T1−t1=40−2080−20=0.16查图d o−−换热管外径,mL=38.1320∙4∙π∙0.019=7.98m考虑到常用管为9m管，为生产加工方便，选用单程管长8m又考虑到单程管长8m会使得换热器较长，在选取换热器壳体内径时，尽量选取较大的，以保证安全，因此换热器内部空间较大，故选用较为宽松的正方形排布。
换热管材料由于管程压力大于0.6MPa,不允许使用焊接钢管，故选择无缝冷拔钢管。
按照GB—151管壳式换热器1999选取常用管心距p i= 25mm；分程隔板两侧管心距p s=38mm按下图作正方形排列选择布管限定圆直径D L=D i−0.5d o=400−10=390mm由布管限定圆从《GB151—1999》管壳式换热器中选定工程直径DN=400mm的卷制圆筒，查得碳素钢，低合金钢圆筒最小厚度不得小于8mm，高合金钢圆筒最小厚度不得小于3.5mm圆筒厚度计算：选用壳体材料为现在工业生产中压力容器的常用材料Q345R，为一种低合金钢。
u型管式换热器的结构特点
u型管式换热器的结构特点U型管式换热器是一种常用的换热设备，它具有一些独特的结构特点，使得它在热交换过程中表现出较高的效率和性能。
1. U型管式换热器的结构特点之一是采用了U型管束。
U型管束由两个平行的管道组成，它们以一定的间距连接在一起，形成一个U 形的结构。
这种结构使得流体可以在管道之间进行对流换热，充分利用了管道的表面积，提高了热交换效果。
2. 另一个结构特点是换热面积大。
U型管束的设计使得换热面积较大，有利于提高热交换效率。
相比于其他类型的换热器，U型管式换热器具有更大的表面积，可以更好地满足大流量、高温差等要求。
3. U型管式换热器还具有良好的可靠性。
由于U型管束是平行排列的，流体在管道之间的流动相对均匀，不易产生局部堵塞或积垢现象。
同时，U型管束的结构紧凑，不易受到外界环境的影响，更加稳定可靠。
4. 结构紧凑是U型管式换热器的另一个特点。
由于U型管束的设计，使得整个换热器的体积相对较小，占地面积较小。
这在空间有限的场合下非常有优势，可以降低设备的安装难度和成本。
5. U型管式换热器还具有较好的清洗性能。
由于U型管束的结构，可以方便地进行清洗和维护。
当管道内部出现污垢或结垢时，可以通过反冲洗或拆卸管束进行清理，保持换热器的正常运行。
6. 最后，U型管式换热器的结构特点还包括耐压性能好。
由于管道是平行排列的，内外压力均匀分布，不易产生应力集中，从而提高了整个换热器的耐压性能。
U型管式换热器具有U型管束、换热面积大、可靠性高、结构紧凑、清洗性能好和耐压性能好等结构特点。
这些特点使得U型管式换热器在工业生产和能源领域得到了广泛的应用，为热交换过程提供了高效、可靠的解决方案。
U型管式换热器及板式换热器介绍
1层流：当流速很小时，流体分层流动，互不混合，称为层流. 2湍流：当流速增加到很大时，流线不再清楚可辨，流场中有许多小漩涡，层流被破坏，相邻流层间不但有滑动，
还有混合,形成湍流。 3端温差:正流加工介质在进入换热器时的温度与返流的介质出换热器时的温度之差
板式换热器
板式换热器主要有前端盖，后端盖，内衬，板片，上 导杆，下导杆，垫片，螺栓，底脚及支柱组成。
板式换热器工作原理
优点：板式换热器重量轻，而且占地面积很小 基本无焊接，且框架可以全部解体，分离运输 拆卸修理维护方便，板片可以清洗，密封垫更换方便，无经验的维 修人员也可以在现场拆卸及回装板片
U型管式换热器及板式换热 器介绍
U型管式换热管结构
U型管式换热器的主要结构包裹管箱，壳体，封头，传热管， 接管，折流板，法兰，支架及浮头等
优点：换热性能好，热媒出口温度低，热能利用率高， 节能效果好。
水力特性好，热媒和被加热水的流动阻力小，节能效果 好。 缺点：维修及清洁，蓝色箭头为介质流动 方向。蒸汽自上而下流动，冷冻水自下而上流动。
管式换热器和板式换热器的区别
U型管式换热器 管式换热器管内介质的流动状态为层流 1，故容易引起结垢
板式换热器
板式换热器内介质的流动状态为湍流2， 故不容易引起结垢
管式换热器冷侧介质和热侧介质的流动 板式换热器冷侧介质和热侧介质的流动
成90度，不能形成对流，故换热效率变 形成180度，形成对流，故换热效率很
低
高
管式换热器的流动状态和两种介质的流 板式换热器端温差很小，可以经济地做 向决定了端温差3比较高，一般为8℃ 到1℃左右的端温差
管式换热器的结构决定了一旦确定了某 一热交换量后，其管束数量和外壳及长 度都已确定，故其热交换量无法再改变
U型管换热器与浮头式换热器优缺点比较
U型管换热器与浮头式换热器优缺点比较摘要:换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备。
在石油、化工、轻工、制药、能源等工业生产中,常常需要把低温流体加热或者把高温流体冷却,把液体汽化成蒸汽或者把蒸汽冷凝成液体。
这些过程均和热量传递有着密切联系,因而均可以通过换热器来完成, 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。
关键词:浮头式换热器U型管换热器管板换热管随着经济的发展,各种不同型式和种类的换热器发展很快,新结构、新材料的换热器不断涌现。
为了适应发展的需要,我国对某些种类的换热器已经建立了标准,形成了系列。
完善的换热器在设计或选型时应满足以下基本要求:(1) 合理地实现所规定的工艺条件;(2) 结构安全可靠;(3) 便于制造、安装、操作和维修;(4) 经济上合理。
浮头式换热器的一端管板与壳体固定,而另一端的管板可在壳体内自由浮动,壳体和管束对膨胀是自由的,故当两张介质的温差较大时,管束和壳体之间不产生温差应力。
浮头端设计成可拆结构,使管束能容易的插入或抽出壳体。
(也可设计成不可拆的)。
这样为检修、清洗提供了方便。
但该换热器结构较复杂,而且浮动端小盖在操作时无法知道泄露情况。
因此在安装时要特别注意其密封。
在设计时必须考虑浮头管板的外径Do。
该外径应小于壳体内径Di,一般推荐浮头管板与壳体内壁的间隙b1=3~5mm。
这样,当浮头出的钩圈拆除后,即可将管束从壳体内抽出。
以便于进行检修、清洗。
浮头盖在管束装入后才能进行装配,所以在设计中应考虑保证浮头盖在装配时的必要空间。
钩圈对保证浮头端的密封、防止介质间的串漏起着重要作用。
随着幞头式换热器的设计、制造技术的发展,以及长期以来使用经验的积累,钩圈的结构形式也得到了不段的改进和完善。
钩圈一般都为对开式结构,要求密封可靠,结构简单、紧凑、便于制造和拆装方便。
浮头式换热器以其高度的可靠性和广泛的适应性,在长期使用过程中积累了丰富的经验。
尽管近年来受到不断涌现的新型换热器的挑战,但反过来也不断促进了自身的发展。
可拆卸管束式U型管换热器介绍
可拆卸管束式U型管换热器介绍在U型管换热器内，换热管是互相嵌套的，每一根换热管的形状都严格按U型系列弯曲，所有换热管连接到同一个管板，如图7所示。
每根管子可以相对于外壳自由移动，以及彼此之间的自由移动。
所以设计的理想是当管程、壳程流体间存在较大的温度差时使用。
这种灵活性使U型管换热器应用广泛，能适用于易受热变慢或间歇性的换热反应。
与其他可移动式换热器相比，壳的内壁以及管外壁易清洗。
然而，与直管式换热器相比，虽能清洗换热管内部，但没有实际办法进入U型管内各部位，因此，管内壁清洗需要用化学方法。
图7 U型管换热器设计作为经验法则，非污染液体应由走管程，而污染性流体走壳程。
这种廉价方便的换热器允许排放多束换热管。
但是由于U型管换热器的管程流体流动方向不可能是单一的，所以真正的逆流是不可能的。
通用的设计标准是美国换热器设计标准和欧洲联盟规定的标准，典型的应用包括油冷却、化学冷凝和蒸汽加热。
1.1特殊设计对于蒸汽流量和压力都较大的情况，管壳式换热器必须采用特殊设计。
特殊设计也可以用于当温度与通道有着密切关系时，这意味着热流体出口温度超过了冷却液。
以下是几个例子; 美国标准的K型壳体，允许再沸器适当的液体脱离接触，美国标准的J型壳体，能容纳高压蒸汽壳程分流; 美国标准的双向通道F型壳外文资料中文译文体，可用于温度存在交叉（下文）的情况下使用;美国标准的D型封头的设计往往应用于高压管程的情况。
虽然这些特殊设计的换热器可能解决一些问题，但投入成本往往比按标准设计的换热器高。
美国换热器设计标准包括BKU，BJM BFM和DED。
特殊设计的换热器，往往是作为再沸器、蒸汽炉、蒸汽冷凝器和给水加热器等使用。
1.2管壳式换热器固定管板式换热器和U型管壳式换热器管都是管壳式交换器，管壳式交换器是最常见的类型。
这种类型通常用作蒸汽冷凝器、液-液热交换器、再沸器和气体冷却器。
标准的固定管板式换热器是最常见的壳管式换热器，直径范围在2到8 in之间。
U型管式换热器
绪论
能源是当前人类面临的重要问题之一，能源开发及转换利用已成为各国的重要课题，而换热器是能源利用过程中不可缺少的设备，几乎一切工业领域都要使用，化工、冶金、动力、交通、航空与航天等部门应用尤为广泛。近几年由于新技术发展和新能源开发利用，各种类型的换热器越来越受到工业界的重视，而换热器又是节能措施中较为关键的设备，因此，无论是从工业的发展，还是从能源的有效利用，换热器的合理设计、制造、选型和运行都具有非常重要的意义。
The design for the two types of pressure vessels, design temperature and pressure are very high, so high design requirements. The heat exchanger adopts a pipe shell, stainless steel tube manufacturing. In the design of the structure design of the heat exchanger, intensity and components selection and process design.
对同一种型式的换热器，由于各种条件不同，往往采用的结垢亦不相同。在工程设计中，出尽量选用定型系列产品外，也常按其特定的条件进行设计，以满足工艺上的需要。
U型管式换热器仅有一块管板，且无浮头，所以结构简单，造价比其它换热器便宜，管束可以从壳体内抽出，管外便于清洗，但管内清洗困难，所以管内介质必须清洁及不易结垢的物料。U型管的弯管部分曲率不通，管子长度不一。管子因渗漏而堵死后，将造成传热面积的损失。
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课程设计设计题目 U型管换热器设计教学院专业班级学生姓名学生学号指导教师起止日期目录第一章确定设计方案 (3)第二章确定物性数据 (3)第三章总传热系数 (4)3.1 热流量 (4)3.2 平均传热温差 (4)3.3 冷却水用量 (4)3.4 总传热系数 (4)3.4.1管程传热系数 (4)3.4.2壳程传热系数 (4)第四章传热面积 (5)第五章工艺结构尺寸 (5)5.1 管径和管内流速 (5)5.2管程数和传热管数 (5)5. 3 平均传热温差校正及壳程数 (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 (7)5.7 接管 (7)第六章换热核算 (7)6.1 热量核算 (7)6.1.1壳程对流传热系数 (7)6.1.2管程对流传热系数 (7)6.1.3总传热系数 (8)6.1.4传热面积 (8)6.2 换热器内流体阻力 (9)6.2.1 管程流动阻力 (9)6.2.2 壳程流动阻力 (10)第七章筒体 (11)第八章封头 (11)第九章换热管校核 (12)第十章管板 (12)10.1 管板的厚度 (12)10.2 管板法兰尺寸 (14)第十一章进出口接管 (16)11.1 接管尺寸 (16)11.2 螺栓和螺柱 (17)11.3 接管外伸长度 (18)11.4 接管的最小位置 (19)第十二章防冲板设计 (20)第十三章折流板设计 (20)第十四章拉杆设计 (22)第十五章参考资料 (23)第一章 确定设计方案题目已限定选用U 型管换热器壳程——柴油，可利用壳体对外的散热作用，增强冷却效果，清洗方便管程——冷却水，压力高的流体宜走管程，以免壳体受压，可节省壳体金属消耗量。
且走管程流速高不易结垢，即使结垢也便于清洗 自定冷却水入口温度20℃，出口温度40℃，采用逆流 选用25 2.5φ⨯的碳钢管，试取管内流速U 1m /s =第二章 确定物性数据定性温度：可取流体进口温度的平均值 壳程柴油的定性温度为：15040T 952+==℃管程水的定性温度为：℃3024020t =+=根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。
油在95℃下的物性 : 密度 3m /kg 05.860=ρ定压比热容2.104/()po c kJ kg =⋅℃导热系数 0.12215/()o W m λ=⋅℃ 粘度 61075.50510o Pa s μ-=⨯⋅水在35℃下的物性 : 密度 3=996 /i kg m ρ定压比热容 4.183/()pi c kJ kg =⋅℃导热系数 0.6171/()i W m λ=⋅℃热流量平均传热温差冷却用水量管程传热系数：粘度0.000805iPa sμ=⋅第三章计算总传热系数3.1.热流量200002.104(15040)1285.83600o po oQ m c t kW==⨯⨯-=3.2.平均传热温差'1212(15040)(4020)52.815040lnln4020mt tttt∆-∆---∆===∆--∆℃3.3冷却水用量1285.815.37(/)4.183(4020)ipi iQkg sc tω===∆⨯-3.4总传热系数K3.4.1管程传热系数0.021998Re250120.000805i i iid uρμ⨯⨯===0.80.430.80.420.023()()0.5985 4.183100.0008050.023(25012)()4516/()0.020.5985pi iiii icRedW mμλαλ=⨯⨯==⋅℃3.4.2壳程传热系数因其与壳径、管束等结构有关，故先假定一个对流传热系数以计算K，然后在做校核假设壳程的传热系数2550/()oW mα=⋅℃平均传热温差℃8.52t'=∆m冷却水用量)/(37.15iskg=ω管程传热系数)./(45162i℃mW=α壳程传热系数总传热系数传热面积管径和管内流速管程数和传热管数污垢热阻：内壁424.510/siR m W-=⨯⋅℃，外壁423.439410/soR m W-=⨯⋅℃管壁导热系数45/()W mλ=⋅℃则总传热系数：4421110.0250.0250.00250.02514.510 3.43941045160.020.02450.0225550326.5/()o o osi oi i i m oKd d bdR Rd d dW mαλα--=++++=⨯+⨯⨯++⨯+⨯⨯=⋅℃第四章计算传热面积32'1285.810'74.6326.552.8mQS mK t⨯===∆⨯考虑15%的面积裕度，传热面积为'21.15 1.1574.685.8S S m==⨯=第五章工艺结构尺寸5.1管径和管内流速选用25 2.5φ⨯的传热管(碳钢)，取管内流速1/iu m s=5.2.管程数和传热管数依传热管内径和管内流速确定单程传热管数2215.37/99849.02490.02144si i iVnd u uππ===≈⨯⨯⨯根按单程管计算需要传热管长为总传热系数)./(326.5K2℃mW=传热面积S=85.8m2根数n s=49根传热管长程数根数平均传热温差管心距壳体内径85.8=22.20.02549o sSL md nππ==⋅⋅传热管过长，宜采用多管程结构。
现取传热管长6l m=，则该换热器程数为22.246pLnl==≈管程传热管总根数494196s pN n n==⨯=根由于一根U型管来回流动，计算为两次，所以总根数为N=98根5.3.平均传热温差校正及壳程数平均传热温差校正系数1504040205.5 0.154402015020R P--====--，按单壳程，四管程，温差校正系数查化工原理课程设计图2-9。
可得0.85tφ∆=，于是平均传热温差'0.8552.844.9m t mt tφ∆∆=∆=⨯=℃5.4.传热管排列和分程方法采用正方形排列。
取管心距 1.332.532t d mm==≈5.5.壳体内径采用多管程结构，取管板利用率0.7η=，则壳体内径为1.05/ 1.0532196/0.7571.02D t N mmη==⨯=，圆整可取600D mm=5.6.折流板传热管长L=22.2mn p=4管程N=98根实际传热温差℃9.44t=∆m管心距mm32t=壳体内径D=600mm折流板数壳程接管直径管程接管直径采用弓形折流板，取圆缺高度为壳体直径的25%，则切去的圆缺高度为0.250.25600150h D mm==⨯=取折流板间距D2.0B=，则120mm6002.0B=⨯=可取B为150mm折流板数3911506000N=-=B，折流板圆缺面水平装配5.7.接管壳程流体进出口接管：取接管内油品流速为 1.5/u m s=，则接管内径为mmuVd74mm074.05.1)8603600/(1020443==⨯⨯⨯⨯==ππ，取标准管径为80mm管程流体进出口接管：取接管内循环水流速为2/u m s=，则接管内径为4415.37/9960.0991003.142Vd m mmuπ⨯===≈⨯，取标准管径为125mm第六章换热器核算6.1.热量核算6.1.1壳程对流传热系数当量直径，由正三角形排列得m)(0.020.0250.0254032.02344234d2222=⨯⨯-⨯=-=ππππ）（）（ddte折流板数N B=39根壳程接管d1=80mm管程接管d2=125mm壳程当量直径壳程当量直径壳程流通截面积壳程对流传热系数管程流通截面积壳程流通截面积201969.0)032.0025.01(6.015.0)1(S mtdBD=-⨯⨯=-=壳程流体流速及其雷诺数s/m328.001969.0)8603600/(1020u3=⨯⨯=5245.31055.1075860328.002.0Re6=⨯⨯⨯=⋅⋅=-μρude普兰特准数62.10410001075.50510Pr18.530.12215po oocμλ-⨯⨯⨯===，粘度校正0.141owμμ⎛⎫≈⎪⎝⎭壳程对流传热系数)/(46.6618.535245.30.020.122150.362310.55cmw o⋅=⨯⨯⨯=α6.1.2管程对流传热系数管程流通截面积2220.7850.02490.0153864i ipNS d mnπ==⨯⨯=管程流体流速及其雷诺数/(3600)15.37/9961/0.015386i iiiu m sSωρ⨯===0.021996Re247450.000805i iiiduρμ⨯⨯===普兰特准数Pr 5.46pi iicμλ==管程对流传热系数d e=0.02m流通截面积S0=0.01969m2壳程传热系数)/(46.662cmw o⋅=α管程流通面积2015386.0mSi=管程对流传热系数总传热系数传热面积管程流动阻力0.80.40.80.420.61710.023Re Pr0.02324745 5.464578/()0.02ii iiW mdλα==⨯⨯⨯=⋅℃6.1.3总传热面K1d1αλα++++=somisiiiRdbdddRdK4661104394.30225.045025.00.00250.020.025104.50.0245780.025144-+⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯=-)/(358.6w2cm o⋅=6.1.4传热面积S2380.244.7358.6108.1285S mtKQm=⨯⨯=∆⋅=该换热器实际传热面积Sp292.31966025.014.3mLNdSp=⨯⨯⨯==π面积裕度为%15.180.280.2-92.3==-=SSSH p传热面积裕度合理，该换热器能够完成生产任务。
6.2换热器内流体阻力6.2.1管程流动阻力NNFppppsti)(21∆+∆=∑1N=s4Np= 1.4Ft=2P21udLI⋅=∆ρλ）（23P22u⋅=∆ρU型管的材料为无缝钢管绝对粗糙度为0.05 ，相对粗糙度为0025.02005.0d==∆管程传热系数)./(45782i℃mW=α总传热系数)/(358.6wK2cm o⋅=传热面积280.2S m=壳程阻力Re=24745 由于8978d597Red22.2）（）（∆≤≤∆)(/03.024745680025.00.11Re68d0.1125.025.0cmw o⋅=+=+∆=）（）（λ）（Pa4482219960.0260.03P21=⨯⨯⨯=∆）（）（Pa1494219963P22=⨯⨯=∆a3500033465.6Pa41.4)14944486(Ppi≤=⨯⨯+=∑管程流动阻力在允许范围内。