化工原理——浮头式列管式换热器设计
浮头式换热器设计简介

浮头式换热器设计(PN1.3/0.9; W=41T/h)过程装备与控制工程姓名学号指导老师 XX 工程师摘要管壳式换热器是化学、石油化学及石油炼制工业中以及其它一些行业中广泛使用的热交换设备。
它不仅可以单独作为加热器、冷却器等使用,而且是化工单元的重要附属设备,因此在化工生产中占有重要地位。
浮头式换热器是釜壳式换热器的一种,其优点是:管束可以从壳体里面抽出来,便于清洗;管壳的变形不会受到壳体的约束,消除热应力。
浮头式的设计内容有:换热器的热力学计算;换热器的零部件材料选定;换热器的结构设计;换热器的强度校核。
关键字:管壳式换热器浮头式换热器设计内容AbstractShell and tube heat exchange is widely used in the heat exchanger of chemical. It can’t only used for heater and cooler individually etc. But also for some important accessory equipment of the chemical units. So it occupies an place in chemical production.The floating head exchange is one of the shell and tude heat exchange.Tube bundle can be pumping out from the inside of the shell for easy to cheaning;The themcal deformation of the tube bundle will not be constraint of the shell by elimination of heat stress.The design of a floating head exchanger typically includes:The thermodynatic cacnlationof the heat exchanger;The components’ materials selection of the heat exchanger;Structural design of the heat exchanger;The components thickness colcnlation and strength checking of the heat exchange.Keywords:shell and tube exchanger; Floating head heat exchanger; Components of the design一、前言换热器是将热流体的部分能量传递给冷流体的设备,又称热交换器。
浮头式换热器设计(1)

浮头式换热器设计(1)目录一、引言1.1列管式换热器设计任务书 (2)1.2设计题目的目的、意义、内容、主要任务 (3)二、正文2.1确定设计方案 (4)2.2确定物性数据 (4)2.3估算传热面积 (5)2.4工艺结构尺寸 (6)2.4.1管径和管内流速 (6)2.4.2管程数和传热管数 (6)2.4.3 平均温差校正及壳程数 (6)2.4.4 传热管排列和分程方法 (7)2.4.5壳体直径 (7)2.4.6折流板 (7)2.4.7接管 (7)2.5换热器核算 (8)2.5.1.传热面积校核 (8)2.5.2换热器内压降的核算 (10)三、结论 (12)四、参考文献 (13)一、引言1.1 列管式换热器设计任务书1.1.1.设计题目:1,3-丁二烯气体换热器设计1.1.2.设计任务及操作条件1.设计任务:工作能力(进料量q=120000+51×1000=171000㎏/h)2.操作条件:1,3-丁二烯气体的压力:6.9MPa 进口110℃,出口60℃循环冷却水的压力:0.4MPa进口30℃,出口40℃1.1.3.设备型式:浮头式换热器1.1.4.物性参数1,3-丁二烯气体在定性温度(85℃)下的有关物性数据如下:密度ρ1=527㎏/m3定压比热容c p1=2.756kJ/(㎏·℃)热导率λ1=0.0999W/(m·℃)粘度μ1=9.108×10-5Pa·s循环水在定性温度(34℃)下的物性数据如下:密度ρ2=994.4kg/m3定压比热容c p2=4.08kJ/(kg·℃)热导率λ2=0.624W/(m·℃)粘度μ2=0.725×10-3Pa·s1.1.5.设计内容:1.设计方案的选择及流程说明2.工艺计算3.主要设备工艺尺寸(1)冷凝器结构尺寸的确定(2)传热面积,两侧流体压降校核(3)接管尺寸的确定4.换热器设备图和说明书1.2设计题目的目的、意义、内容、主要任务1.2.1. 课程设计的目的:(1) 使学生掌握化工设计的基本程序与方法;(2) 结合设计课题培养学生查阅有关技术资料及物性参数的能力;(3) 通过查阅技术资料,选用设计计算公式,搜集数据,分析工艺参数与结构尺寸间的相互影响,增强学生分析问题、解决问题的能力;(4) 对学生进行化工工程设计的基本训练,使学生了解一般化工工程设计的基本内容与要求;(5) 通过编写设计说明书,提高学生文字表达能力,掌握撰写技术文件的有关要求;(6) 了解一般化工设备图基本要求,对学生进行绘图基本技能训练1.2.2. 课程设计内容:(1) 设计方案简介:对给定或选定的工艺流程,主要设备的型式进行简要的论述。
化工原理课程设计——列管式换热器的设计

XX大学XX学院化工原理课程设计班级姓名学号指导教师 ____二零一X年X月X日化工原理课程设计任务书皖西学院生物与制药工程学院课程设计说明书题目:水冷却煤油列管式换热器的设计课程:化工原理系(部):专业:班级:学生姓名:学号:指导教师:完成日期:课程设计说明书目录第一章设计资料一、设计简介 (5)二、设计任务、参数和质量标准 (7)第二章工艺设计与说明一、工艺流程图 (8)二、工艺说明 (8)第三章物料衡算、能量衡算与设备选型一、物料衡算 (9)二、能量衡算 (11)三、主要设备选型 (13)第四章结论与分析结论与分析 (15)第五章设计总结设计总结 (17)参考文献 (17)第一章设计资料一、设计简介换热器是许多工业生产部门的通用工艺设备,尤其是石油、化工生产应用更为广泛。
在化工厂中换热器可用作加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等。
进行换热器的设计,首先是根据工艺要求选用适当的类型,同时计算完成给定生产任务所需的传热面积,并确定换热器的工艺尺寸。
根据操作条件设计出符合条件的换热器,设计方案的确定包括换热器形式的选择,加热剂或冷却剂的选择,流体流入换热器的空间以及流体速度的选择。
本课程设计是根据任务给出的操作目的及条件、任务,合理设计适当的换热器类型,以满足生产要求。
1、固定板式换热器(代号G)设备型号内容有:壳体公称直径(mm),管程数,公称压力(×9.81×104 Pa),公称换热面积(m2),如G800I-6-100型换热器,G表示固定板式列管换热器,壳体公称直径为800mm,管程数为1,公称压力为6×9.81×104 Pa,换热面积为100m22、浮头式列管换热器(代号F)设备型号内容有:壳体公称直径(mm),传热面积(m2),承受压力(×9.81×104 Pa),管程数,如F A600-13-16-2型换热器,F代表浮头是列管换热器,B表示换热器为管径错误!未找到引用源。
化工原理--课程设计--浮头式换热器的设计

课程名称化工原理课程设计学院专业年级班别学号学生姓名指导教师2008年1月19日设计目的: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某项单元操作设备设计任务的实践能力设计目标: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,环境上是友好的设计条件:管程和壳程的压力均不大于1.0MPa,管程和壳程的压力降均不大于30kPa。
物料:乙苯,w=2000t/d ,室温t=30℃;1冷却剂:水(30~100℃),进口温度C t ︒=301;方案设计:1、冷却剂的选用:水;2、换热器型式的选择:浮头管板式;3、流体管壳程的选择:乙苯走管程,水走壳程;4、流体流动方向的选择:四管程+单壳程;1. 查出物料的正常沸点:甲苯,C T ︒=1.13612. 选定物料出口温度:C T ︒=4823. 选定冷却剂出口温度:C t ︒=3924. 计算逆流传热平均温度差:C C t t t t t m ︒=︒-----=∆∆∆-∆=∆93.46391.1363048ln )391.136()3048(ln2121逆 5. 校正传热平均温度差[1]:789.93039481.1361221=--=--=t t T T R ,085.0301.13630371112=--=--=t T t t P 查表得),(P R f =ϕ=0.9,则ϕ=0.85~0.95满足要求C t t m m ︒=⨯=∆⋅=∆24.42933.469.0逆折ϕ6. 计算定性温度:C C T T T m ︒=︒+⨯=+=05.92)481.136(21)(2121 (物料) C C t t t m ︒=︒+⨯=+=5.34)3930(21)(2121 (冷却剂)C C t T t m m sm ︒=︒+⨯=+=275.63)50.3405.92(21)(21 (管壁)7. 查出物料和冷却剂的物性参数[2]ρ、c p 、μ、λ:8. 计算热负荷:W t t C q Q p m 323.3696255360024)3039(4329.0102000)(3121=⨯-⨯⨯⨯=-=9. 初选总传热系数[3]:0K =435W/(2m ﹒K ) 10.初算传热面积0S :200163.20124.42435323.3696255m t K Q S m =⨯=∆=折11. 根据工艺条件,选定公称压力:PN=1.0MPa.12. 根据流体物性及管程阻力选换热管材查出管壁导热系数λ[4]:13.由初算传热面积0S 和选定的公称压力PN ,初定换热器的工艺尺寸[5]:14.计算冷却剂流量:s kg t t C T T C q T T C Q qm p p m p /394.98)3039(00.4174323.3696255)()()(1212112112=-⨯=--=-=15. 计算管程流速:s m A W A V u i i i i i /833.00343.081036002410002000=⨯⨯⨯⨯===ρ i u =0.5~3m/s ,则满足要求。
浮头式换热器

大学《化工原理》课程设计学院:河南城建学院班级:1024091学号:姓名:程少龙指导教师:李鹰时间:2011 年 12月28 日1.设计任务书2.概述与设计方案简介换热器的类型列管式换热器又称为管壳式换热器,是最典型的间壁式换热器,历史悠久,占据主导作用,主要有壳体、管束、管板、折流挡板和封头等组成。
一种流体在关内流动,其行程称为管程;另一种流体在管外流动,其行程称为壳程。
管束的壁面即为传热面。
其主要优点是单位体积所具有的传热面积大,传热效果好,结构坚固,可选用的结构材料范围宽广,操作弹性大,因此在高温、高压和大型装置上多采用列管式换热器。
为提高壳程流体流速,往往在壳体内安装一定数目与管束相互垂直的折流挡板。
折流挡板不仅可防止流体短路、增加流体流速,还迫使流体按规定路径多次错流通过管束,使湍流程度大为增加。
列管式换热器中,由于两流体的温度不同,使管束和壳体的温度也不相同,因此它们的热膨胀程度也有差别。
若两流体温差较大(50℃以上)时,就可能由于热应力而引起设备的变形,甚至弯曲或破裂,因此必须考虑这种热膨胀的影响。
2.1换热器换热器是化工、石油、食品及其他许多工业部门的通用设备,在生产中占有重要地位。
由于生产规模、物料的性质、传热的要求等各不相同,故换热器的类型也是多种多样。
按用途它可分为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等。
根据冷、热流体热量交换的原理和方式可分为三大类:混合式、蓄热式、间壁式。
间壁式换热器又称表面式换热器或间接式换热器。
在这类换热器中,冷、热流体被固体壁面隔开,互不接触,热量从热流体穿过壁面传给冷流体。
该类换热器适用于冷、热流体不允许直接接触的场合。
间壁式换热器的应用广泛,形式繁多。
将在后面做重点介绍。
直接接触式换热器又称混合式换热器。
在此类换热器中,冷、热流体相互接触,相互混合传递热量。
该类换热器结构简单,传热效率高,适用于冷、热流体允许直接接触和混合的场合。
常见的设备有凉水塔、洗涤塔、文氏管及喷射冷凝器等。
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1列管式换热器[1]
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化工原理课程设计任务书材化学院专业班学生姓名学号:设计题目:列管式换热器设计设计时间:200 年月日——200 年月日指导老师:吴世彪设计任务: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,换热器热损失忽略不计,管程的绝对粗糙度ε=0.1mm,要求两侧的阻力损失均不5设计内容:(1) 设计方案的确定及流程说明(2) 换热面积的估算(3) 管子尺寸及数目计算(4) 管子在管板上的排列(5) 壳体内径的确定(6) 附件设计(选型)(7) 换热器校核(包括换热面积、压力降等)(8) 设计结果概要或设计一览表(9) 对本设计的评述或有关问题的分析讨论(10)参考文献图纸要求:1、换热器化工设备图(1#图纸)安徽建筑工业学院材化学院化工系目录第一章文献综述 ···················································································································第一节概述··················································································································一、换热器的概念二、换热器的分类三、列管式换热器的标准简介四、列管式换热器选型的工艺计算步骤第二节换热器设备应满足的基本要求········································································一、合理的实现所规定的工艺条件二、安全可靠性三、安装、操作及维护方便四、经济合理第三节列管式换热器结构及基本参数········································································一、管束及壳程分程二、传热管三、管的排列及管心距四、折流板和支撑板五、旁路挡板和防冲挡板六、其他主要附件七、列管式换热器结构基本参数第四节设计计算的参数选择·······················································································一、冷却剂和加热剂的选择二、冷热流体通道的选择三、流速的选择四、流向的选择第二章列管式换热器的设计计算·························································································第一节换热面积的估算 ································································································一、计算热负荷二、估算传热面积第二节换热器及主要附件的试选 ·················································································一、试选管型号二、换热器结构一些基本参数的选择第三节换热器校核 ········································································································一、核算总传热系数二、核算压强降第四节设计结果一览表 ································································································第五节设计总结及感想 ································································································一、设计总结二、感想参考文献 ···························································································································第一章 文献综述(略)第二章 列管式换热器的设计计算 第一节 换热面积的估算一、计算热负荷(不考虑热损失)由于设计条件所给为无相变过程。
化工原理课程设计——列管式换热器设计

课 程 设 计列管式换热器的设计高分子材料与工程09-1班 何兵2012年6月29日设计题目 学 号 专业班级 学生姓名指导教师课程设计任务设计题目:列管式换热器设计设计时间: 指导老师:何兵设计任务:年处理41050 吨40%乙醇水溶液的精馏塔预热器1.设备型式 卧式列管式换热器。
2.操作条件(1)原料温度20℃,进料热状况参数q=;(2)加热蒸汽采用绝压的饱和蒸汽;(3)允许压强降:不大于510Pa;(4)每年按330天计算,每天24小时连续运行;(5)设备最大承受压力:P=;设计报告:1.设计说明书一份2.主体设备总装图(1#图纸)一张,带控制点工艺流程图(3#图纸)目录1 前言 ................................... 错误!未定义书签。
乙醇简介 ......................................................错误!未定义书签。
换热器概述 ....................................................错误!未定义书签。
换热器的应用 .............................................错误!未定义书签。
换热器的主要分类 .........................................错误!未定义书签。
管壳式换热器特殊结构 .....................................错误!未定义书签。
换热管简介 ...............................................错误!未定义书签。
2.工艺流程设计的基本原则 ................. 错误!未定义书签。
3. 设计方案及设计计算 .................... 错误!未定义书签。
初选型号 ......................................................错误!未定义书签。
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化工原理课程设计任务书设计题目:列管式换热器的设计选型班级:生物工程专业2010级本科班指导教师:蒋玉梅李霁昕设计时间:2012.05.25~2012.06.02甘肃农业大学食品科学与工程学院二O一二年五月目录任务书 (3)1. 设计题目 (3)2. 设计条件 (3)3. 设计任务 (3)设计方案简介 (3)设计原则 (3)1. 满足工艺和操作要求 (3)2. 满足经济上的要求 (3)3. 保证安全生产 (4)工艺计算及主体设备设计计算选型 (4)1. 流体定性温度的确定 (4)2. 估算传热面积 (4)3. 选定换热器的概略尺寸 (5)4. 折流板 (5)5. 总传热系数 (6)(1)管侧传热系数 (6)(2)壳侧传热系数 (7)(3)污垢系数 (7)(4)总传热系数 (8)化工原理课程设计任务书甘肃农业大学食品科学与工程学院一、化工原理课程设计的重要性化工原理课程设计是学生学完基础课程以及化工原理课程以后,进一步学习工程设计的基础知识,培养学生工程设计能力的重要教学环节,也是学生综合运用化工原理和相关选修课程的知识,联系生产实际,完成以单元操作为主的一次工程设计的实践。
通过这一环节,使学生掌握单元操作设计的基本程序和方法,熟悉查阅技术资料、国家技术标准,正确选用公式和数据,运用简洁文字和工程语言正确表述设计思想和结果;并在此过程中使学生养成尊重实际问题向实践学习,实事求是的科学态度,逐步树立正确的设计思想、经济观点和严谨、认真的工作作风,提高学生综合运用所学的知识,独立解决实际问题的能力。
二、课程设计的基本内容和程序化工原理课程设计的基本内容有:1、设计方案简介:对给定或选定的工艺流程、主要设备的型式进行简要的论述。
2、主要设备的工艺计算:物料衡算、能量衡算、工艺参数的选定、设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算。
3、辅助设备的选型:典型辅助设备主要工艺尺寸的计算,设备规格型号的选定。
4、工艺流程图:以单线图的形式描绘,标出主体设备与辅助设备的物料方向、物流量、主要测量点。
5、主要设备的工艺条件图:图面应包括设备的主要工艺尺寸,技术特性表和接管表。
6、编写设计说明书:可按照以下几步进行:⒈课程设计准备工作①有关生产过程的资料;②设计所涉及物料的物性参数;③在设计中所涉及工艺设计计算的数学模型及计算方法;④设备设计的规范及实际参考图等。
⒉确定设计方案⒊工艺设计计算⒋结构设计⒌工艺设计说明书⑴封面:课程设计题目、学生班级及姓名、指导教师、时间。
⑵目录⑶设计任务书⑷概述与设计方案的简介⑸设计条件及主要物性参数表⑹工艺设计计算⑺辅助设备的计算及选型⑻设计结果汇总表⑼设计评述⑽工艺流程图及设备工艺条件图⑾参考资料⑿主要符号说明以上即为我们在课程设计中所涉及的主要内容。
三、列管式换热器设计内容1、确定设计方案(1)选择换热器的类型;(2)流程安排2、确定物性参数(1)定性温度;(2)定性温度下的物性参数3、估算传热面积(1)热负荷;(2)平均传热温度差;(3)传热面积;(4)冷却水用量4、工艺结构尺寸(1)管径和管内流速;(2)管程数;(3)平均传热温度差校正及壳程数;(4)传热管排列和分程方法;(5)壳体内径;(6)折流板;(7)其它附件;(8)接管5、换热器核算(1)传热能力核算;(2)壁温核算;(3)换热器内流体的流动阻力四、设计任务和操作条件某厂用井水冷却从反应器出来的循环使用的有机液。
欲将6000kg/h的植物油从140℃冷却到40℃,井水进、出口温度分别为20℃和40℃。
若要求换热器的管程和壳程压强降均不大于35kPa,试选择合适型号的列管式换热器。
定性温度下有机液的物性参数列于附表中。
附表项目密度,kg/m3 比热,KJ/(k g·℃)粘度,P a·s热导率,kJ/(m·℃)植物油950 2.261 0.7420.172五、主要设备结构图(示例)根据设计结果,可选择其它形式的列管换热器。
六、设计进度1. 设计动员,下达设计任务书;搜集资料,阅读教材,拟定设计进度 1天;2. 设计计算(包括电算,编写说明书草稿)2-3天;3. 绘图2天;5. 整理,抄写说明书 1天;6. 设计小结及答辩 1天。
七、设计成绩评分体系考核成绩分为五档:优秀(90-100分)、良好(80-89分)、中等(70-79分)、及格(60-69分)、不及格(<60分)。
三.列管式换热器设计内容1.确定设计方案(1).由于T m−t m=(140−40)20−(40−20)20=60>50℃,两流体间的温差较大,需要温度补偿,同时便于污垢清洗。
所以采用浮头式换热器。
(2).流程安排与植物油相比,水易结垢且给流体的给热系数一般较大,而且植物油的粘度大。
所以,井水走换热器的管程,植物油走换热器的壳程。
2.确定物性参数(1).定性温度井水的定性温度为(20+40)/2=30℃,植物油的定性温度为(140+40)/2=90℃.(2).定性温度下的物性参数3.估算传热面积(1).热负荷Q=m s2c p2(T1-T2)=6000*2.216*10−3*(140-40)/3600=376833w井水用量W=Qc p∗(t2−t1)=376833∗36004.174∗20∗10−3=16250.6kg h⁄(2).计算两流体的平均温差先计算逆流平均温差△t m逆=△t2−△t1ln△t2△t1=(140−40)−(40−20)ln(140−40)40−20=49.7℃再按照单壳程,多管程进行计算,对逆流传热温差进行校正P=t2−t1T1−t1=40−20140−20=0.167,R=T1−T2t2−t1=140−4040−20=5由P,R得校正系数φ=0.88>0.80,可行所以校正后的传热温度为△t m=φ△t m=0.88∗49.7=43.7℃(3).估算传热面积并初选换热器型号参照列管式换热器中K值大致范围,根据两流体的具体情况。
初选总传导系数K=350w(m2·k)⁄,于是,换热器的传热面积便可初步确定A=QK△t m =376833350∗43.7=24.6m2取管内井水流速u=1.1m s⁄换热器选用普通无缝钢管∅25mm∗2.5mm,管内径d=0.025-0.0025*2=0.02.于是单程管数N=16250.6995.7π4∗0.022∗1.1∗3600=13.2取n=14根,又由传热面积A=nπd0l,=24.6m2可以求得单程管长l,=24.614∗3.14∗0.025=22.4m若选用6m长的管,4管程。
则一台换热器的总管程为4*14=56根。
则查表可得初选换热器的主要参数4.工艺尺寸结构(1).管径与管内流速选用普通无缝钢管∅25mm∗2.5mm,管内径d=0.025-0.0025*2=0.02m.取管内流速u1=1.1m s⁄.(2).管程数该换热器管程数为4(3).平均传热温差校正及壳程数P=t2−t1T1−t1=40−20140−20=0.167,R=T1−T2t2−t1=140−4040−20=5由查表得平均传热温差系数φ=0.88>0.80.同时壳程流体流量大,取单壳程。
(4).传热管排列和分程方法采用组合排列法,即每程内安正三角形排列,隔板两侧采用正方形排列。
取管心距t=1.25d0,则t=1.25*25=32mm.隔板中心离其最近一排的中心距离S=t2⁄+6=22mm各程相邻管心距为44mm。
(5).壳体内径估算,取利用率η=0.65 采用多管程结构,壳体内径D=1.05a√nη=343.7mm.所以可取所以壳体内径D=1.05*32*√680.65D=400mm.。
(6).折流挡板采用圆缺型折流挡板,在折流圆缺高度为壳径25%。
则切去高度为h=0.25*400=100mm.−1=39折流板数目N B=60.15(7).其他附件拉杆数及直径选取本换热器壳体内径为400mm,故其拉直径为∅16mm,拉杆数量为8根。
由下表可知拉杆直径拉杆数量(8).接管壳程流体进出口接管,取植物油流速u i=0.14m s⁄d1=√4vπu =√4∗6000/(3600∗950)3.14∗0.14=0.126m圆整后取管内径为120mm.管程流体进出口接管取井水流速u2=1.1m s⁄d2=√4∗16250.6/(3600∗995.7)3.14∗1.1=0.072m圆整后取管内径为70mm.五.换热器核算1.传热功能核算(1).计算管程对流体核算该型号换热器总管数为68根,由于是4管程,所以管程的流通面积A1为A1=π4∗0.022∗684=5.338∗10−3m2这样,管内井水的实际流速u1=16250.6995.7∗3600∗5.338∗10−3=0.85m s⁄R e1=du1ρμ=0.02∗0.85∗995.70.801∗10−3=21132.3P R1=C p1u1λ=4.174∗103∗0801∗10−30.618=5.41对流传热导数α1=0.023λdR e0.8P r n=0.023*0.6180.02∗21132.30.8*5.410.4 =4026.4w(m2∙k)⁄注:当流体被加热时,n=0.4当流体被冷却时,n=0.3. (2).计算壳程对流传热导数α0Α0=0.36(d e u0ρμ0)0.55(C p1u0λ)13(μ0μw0)0.14换热器列管中心距t=32mm(与固定板相同),且取h=0.15m.流体通过管间的最大面积,A=hD(1-d0l)=0.15*0.4*(1-0.0250.032)=0.013m 2壳程中植物油的流速 u 0=60003600∗950∗0.0130.135m 2 当量直径 d e =4(t 2−π4d 02)πd=4∗(0.0322−π4∗0.0252)π∗0.025=0.027m R e0=d 0u 0ρμ=0.027∗0.135∗9500.742∗10−3=4666.8 P r0=C p μλ=2.261∗103∗0.742∗10−30.172=9.75由于壳程流体被冷却,所以(μμw)0.14=0.95,于是壳程流体的传热系数α0为Α0=0.36λd (R e0)0.55(P r0)13⁄(μμw)0.14污垢热阻管程与壳程污垢热阻分别取 R s1=0.00058(m 2∙k )/w R s0=0.00018(m 2∙k )/w核算总传热系数k 0值 K 0=11α0+R s0+R s1d 0d 1+d 0α1d 1=11492.5+0.00018+0.00058∗1.25+1.254026.4=308.1w (m ∙k )⁄ 完成换热任务所需传热面积A 0为 A 0=Q k△t m=376833308.1∗43.7=28.0m 2 换热面积裕度31.6−28.031.6∗100%=11.4%从换热面积核算可知,所选换热器可用。