管壳式热交换器计算表格
项目 原 始 数 据 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 煤油进口温度 煤油出口温度 冷却水进口温度 冷却水出口温度 煤油流量 煤油的定性温度 煤油比热 煤油密度 煤油黏度 煤油导热系数 煤油普兰特数 水的定性温度 水的比热 水的密度 水的导热系数 水的粘度 水的普兰特数 热损失系数 传热量 冷却水量 逆流时的对数 平均温差
备注
10t/h
Δ t max=140℃ Δ t min=40 ℃
以外径为准
6.5
ntπ dl
6 136 4 33.3 66.7
0.224 0.473 Dg=DL+2b3 b3=0.25d=6.25mm,且<8mm.故 Dg=0.489m l/Dg D2=1.13√(M2/ρ *ω ) 按钢管标准取值 Re2=ω 2ρ 2d1/μ 2 α 2=λ 2/di*0.023*Re2 选定 h=0.25Ds
℃ W/(m2·℃) 2 m mm m/s m2 根 m mm mm mm mm mm
估 算 传 热 面 积 及 传 热 面 结 构
a nt
F
″
根 根 2 m 2 m
面 结 构
39
管束中心至最外层管中心距离 40 管束外缘直径 41 壳体内径 42 长径比 管 程 计 算 43 管程接管直径 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 管程雷诺数 管程换热系数 折流板形式 折流板缺口高度 折流板的圆心角 折流板间距 折流板数目 折流板上管孔数 折流板上管孔直径 通过折流板上管子数 折流板缺口处管数 折流板直径 折流板缺口面积
t m2 c p2
ρ 2 λ 2 μ 2 Pr2 η L Q M2 Δ t 1m.c P R ψ Δ tm K′ ′ F ω2 At n l s lE sp sn
传 热 量 及 平 均 温 差
22 参数P及R 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 温差修正系数 有效平均温差 初选传热系数 估算传热面积 管子的材料及规格 管程内水的流速 管程所需的流通截面 每程管数 每根管长 管子的排列方式 管中心距 分程隔板槽处管中心距 平行于流向的管距 垂直于流向的管距 拉杆直径 做草图 作图结果所得数据 六边形层数 一台管子数 39 一台拉杆数 一台传热面积 二台传热面积
0.8
0.5 13 117.5446029 合理 120
*Pr2
0.4
（0.2~0.1）*Ds 4500/250-1
Awg=Ds /(4(0.5θ -(1-2h/Ds)sin(θ /2)) Fc=1/π *(π +2*（（Ds-2h）*DL）*sin （arccos（（Ds-2h）/DL））2*arccos((Ds-2h)/DL)) Awt=π do /8*nt(1-Fc) Ab=Awg-Awt Ac=lS(Ds-DL+(DL-do)/s*(s-do) As=√（Ab*Ac） D1=√(4As/π )取标准规格 Nsw=0.8*h/sp 选取 Fbp=（Ds-DL+1/2NElE）ls/Ac Atb=π do(dH-do)*0.5*(1+Fc)nt Asb=Ds(Ds-Db)/2(π -arccos(1-2h/Ds)) Re1=M1do/μ 1Ac
符号
t1 t 1″ t 2′ t 2″
M1
′
t ℃ ℃ kg/s ℃ KJ/(kg·℃) kg/m kg/(m·s) W/(m·℃) ℃ KJ/(kg·℃) kg/m2 kg/(m·s) W/(m·℃) kw kg/s ℃
2
流 体 的 物 性 参 数
DL Dg
m m m
D2 Re2 α 2 h ls Nb dH
mm
2
W/（m ·℃） m 度 m 块 个 m 根 根 m m
2
Db Awg Fc Awt Ab Ac As D1 Nc Ncw NE Nss Fbp Atb Asb Re1 jH jc j1 jb jo Gs
57 错流区内管数占总管数的百分数 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 缺口处管子所占面积 流体在缺口处流通面积 流体在两折流板间错流流通截面积 壳程流通截面积 壳程接管直径 错流区管排数 每一缺口内的有效错流管排数 旁流通道数 旁通挡板数 错流面积中旁流面积所占分数 一快折流板上管子和管孔间泄露面积 折流板外缘与壳体内壁之间泄露面积 壳程雷诺数 理想管束传热因子 折流板缺口校正因子 折流板泄露校正因子 旁通校正因子 壳程传热因子 壳程质量流速 壳侧壁面温度 壁温下煤油黏度 壳侧换热系数
203
jo=jHjcjljb Gs=M1/As 假定 查物性表 α 1=joGsc pPr-2/3(μ /μ w)0.14
查相关资料 查相关资料 K=(1/α 1+rs,1+ra,2*do/di+do/α 2/di)-1 F=Q/KΔ t m
t w1=t m1-K(1/α o+rs,1)Δ t m
0.00034 0.00017 略 114 72 1.8752 32.70
较大 相差0.4℃
壳 程 结 构 及 壳 程 计 算
m2 2 m m2 2 m mm 排 排 对 m m2
2
tw
μ w1 α 1
kg/(m2·s) ℃ kg/(m·s) W/(m2·℃)
需 要 的 传 热 面 积
80 81 82 83 84 85 86
水垢热阻 煤油污垢热阻 管壁热阻 传热系数 传热面积 传热面积之比 检验壳侧壁温
′* ′ ′
数值 140 40 26 40 2.78 90 2.33 744 6.045E-04 0.1028 1.370E-02 33 4.187 1000 0.621 7.25E-04 4.89E-03 0.98 634.28 10.82 79.82 0.123 7.143 0.972 77.6 230 35.54 Φ 12*1.5 1 0.01082 34 6.843284026 等边三角形 32 44 27.7 16 16
2
2
27586 303 弓形 0.125 120 0.25 17 116 0.0254 112 24 0.4955 0.038387 0.36 0.021 0.017 0.062 0.0325 0.20348418 8 3.6 1 3 0.197 0.0029 0.002356 1851 0.011 1.01 0.74 0.94 0.0077 85 40 0.00108 248
rs,2 rs,1 K F F /F
″ ′
(m ·℃)/W (m2·℃)/W W/(m2·℃) 2 m ℃
2
t w1
计算公式或数据来源 由题意 由题意 由题意 由题意 由题意 (t 1 +t 1 )/2 查物性表 查物性表 查物性表 查物性表 Pr1=μ 1c p1/λ 1 (t 2′+t 2″)/2 查物性表 查物性表 查物性表 查物性表 Pr2=μ 2c p2/λ 2 取用 ′ ″ Q=m1c p1(t1 -t1 )η L M2=Q/c p2(t2″-t2′) Δ t 1m·c=(Δ t max-Δ t min)/In(Δ t max-Δ t min) P=(t 2″-t 2′)/(t 1′-t 2′) R=(t 1′-t 1″)/(t 2″-t 2′) 取得 Δ t m=ψ Δ t 1m·c 查参考资料 F′=Q/(K Δ t m) 选用碳钢无缝钢管 选用 At=M2/(ρ 2*ω 2) n=4At/(π di2) l=F′/nZtπ do取标准长 选 选取 选取 sp=scos30° sn=ssin30°
备注
10t/h
Δ t max=140℃ Δ t min=40 ℃
以外径为准
6.5
ntπ dl
6 136 4 33.3 66.7
0.224 0.473 Dg=DL+2b3 b3=0.25d=6.25mm,且<8mm.故 Dg=0.489m l/Dg D2=1.13√(M2/ρ *ω ) 按钢管标准取值 Re2=ω 2ρ 2d1/μ 2 α 2=λ 2/di*0.023*Re2 选定 h=0.25Ds
℃ W/(m2·℃) 2 m mm m/s m2 根 m mm mm mm mm mm
估 算 传 热 面 积 及 传 热 面 结 构
a nt
F
″
根 根 2 m 2 m
面 结 构
39
管束中心至最外层管中心距离 40 管束外缘直径 41 壳体内径 42 长径比 管 程 计 算 43 管程接管直径 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 管程雷诺数 管程换热系数 折流板形式 折流板缺口高度 折流板的圆心角 折流板间距 折流板数目 折流板上管孔数 折流板上管孔直径 通过折流板上管子数 折流板缺口处管数 折流板直径 折流板缺口面积
t m2 c p2
ρ 2 λ 2 μ 2 Pr2 η L Q M2 Δ t 1m.c P R ψ Δ tm K′ ′ F ω2 At n l s lE sp sn
传 热 量 及 平 均 温 差
22 参数P及R 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 温差修正系数 有效平均温差 初选传热系数 估算传热面积 管子的材料及规格 管程内水的流速 管程所需的流通截面 每程管数 每根管长 管子的排列方式 管中心距 分程隔板槽处管中心距 平行于流向的管距 垂直于流向的管距 拉杆直径 做草图 作图结果所得数据 六边形层数 一台管子数 39 一台拉杆数 一台传热面积 二台传热面积
0.8
0.5 13 117.5446029 合理 120
*Pr2
0.4
（0.2~0.1）*Ds 4500/250-1
Awg=Ds /(4(0.5θ -(1-2h/Ds)sin(θ /2)) Fc=1/π *(π +2*（（Ds-2h）*DL）*sin （arccos（（Ds-2h）/DL））2*arccos((Ds-2h)/DL)) Awt=π do /8*nt(1-Fc) Ab=Awg-Awt Ac=lS(Ds-DL+(DL-do)/s*(s-do) As=√（Ab*Ac） D1=√(4As/π )取标准规格 Nsw=0.8*h/sp 选取 Fbp=（Ds-DL+1/2NElE）ls/Ac Atb=π do(dH-do)*0.5*(1+Fc)nt Asb=Ds(Ds-Db)/2(π -arccos(1-2h/Ds)) Re1=M1do/μ 1Ac
符号
t1 t 1″ t 2′ t 2″
M1
′
t ℃ ℃ kg/s ℃ KJ/(kg·℃) kg/m kg/(m·s) W/(m·℃) ℃ KJ/(kg·℃) kg/m2 kg/(m·s) W/(m·℃) kw kg/s ℃
2
流 体 的 物 性 参 数
DL Dg
m m m
D2 Re2 α 2 h ls Nb dH
mm
2
W/（m ·℃） m 度 m 块 个 m 根 根 m m
2
Db Awg Fc Awt Ab Ac As D1 Nc Ncw NE Nss Fbp Atb Asb Re1 jH jc j1 jb jo Gs
57 错流区内管数占总管数的百分数 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 缺口处管子所占面积 流体在缺口处流通面积 流体在两折流板间错流流通截面积 壳程流通截面积 壳程接管直径 错流区管排数 每一缺口内的有效错流管排数 旁流通道数 旁通挡板数 错流面积中旁流面积所占分数 一快折流板上管子和管孔间泄露面积 折流板外缘与壳体内壁之间泄露面积 壳程雷诺数 理想管束传热因子 折流板缺口校正因子 折流板泄露校正因子 旁通校正因子 壳程传热因子 壳程质量流速 壳侧壁面温度 壁温下煤油黏度 壳侧换热系数
203
jo=jHjcjljb Gs=M1/As 假定 查物性表 α 1=joGsc pPr-2/3(μ /μ w)0.14
查相关资料 查相关资料 K=(1/α 1+rs,1+ra,2*do/di+do/α 2/di)-1 F=Q/KΔ t m
t w1=t m1-K(1/α o+rs,1)Δ t m
0.00034 0.00017 略 114 72 1.8752 32.70
较大 相差0.4℃
壳 程 结 构 及 壳 程 计 算
m2 2 m m2 2 m mm 排 排 对 m m2
2
tw
μ w1 α 1
kg/(m2·s) ℃ kg/(m·s) W/(m2·℃)
需 要 的 传 热 面 积
80 81 82 83 84 85 86
水垢热阻 煤油污垢热阻 管壁热阻 传热系数 传热面积 传热面积之比 检验壳侧壁温
′* ′ ′
数值 140 40 26 40 2.78 90 2.33 744 6.045E-04 0.1028 1.370E-02 33 4.187 1000 0.621 7.25E-04 4.89E-03 0.98 634.28 10.82 79.82 0.123 7.143 0.972 77.6 230 35.54 Φ 12*1.5 1 0.01082 34 6.843284026 等边三角形 32 44 27.7 16 16
2
2
27586 303 弓形 0.125 120 0.25 17 116 0.0254 112 24 0.4955 0.038387 0.36 0.021 0.017 0.062 0.0325 0.20348418 8 3.6 1 3 0.197 0.0029 0.002356 1851 0.011 1.01 0.74 0.94 0.0077 85 40 0.00108 248
rs,2 rs,1 K F F /F
″ ′
(m ·℃)/W (m2·℃)/W W/(m2·℃) 2 m ℃
2
t w1
计算公式或数据来源 由题意 由题意 由题意 由题意 由题意 (t 1 +t 1 )/2 查物性表 查物性表 查物性表 查物性表 Pr1=μ 1c p1/λ 1 (t 2′+t 2″)/2 查物性表 查物性表 查物性表 查物性表 Pr2=μ 2c p2/λ 2 取用 ′ ″ Q=m1c p1(t1 -t1 )η L M2=Q/c p2(t2″-t2′) Δ t 1m·c=(Δ t max-Δ t min)/In(Δ t max-Δ t min) P=(t 2″-t 2′)/(t 1′-t 2′) R=(t 1′-t 1″)/(t 2″-t 2′) 取得 Δ t m=ψ Δ t 1m·c 查参考资料 F′=Q/(K Δ t m) 选用碳钢无缝钢管 选用 At=M2/(ρ 2*ω 2) n=4At/(π di2) l=F′/nZtπ do取标准长 选 选取 选取 sp=scos30° sn=ssin30°
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换热器数据表
管子内径mm
基础参数
流量（1） （t/a）
内侧污垢热阻 ㎡•C/W
（算数）平均传热温差 （5）
管子外径mm
管子排列方式
折流挡板间距m
结垢校正系数Ft
壳程数Ns
流通截面积(12) nc(16)
柴油流量（13） 流通截面积(17)
管程对流传热系数 （要判断雷诺数范围Rei＞10000，Pr=0.7～160）
Tm—有机液的定性温度 tm--水的定性温度 Q—热负荷 Wh—热流体的流量 WC—水耗量
CP—流体比热, kJ/kg.℃ T1—热流体进口温度, ℃ T2—热流体出口温度, ℃ t1—冷流体进口温度, ℃ t2—冷流体出口温度, ℃
△tm／—逆流温度, ℃ ＆—修正系数
Ｋ-传热系数, Ｗ／m2×0C A估—估计传热面积,m2
管长L/m
公称面积/m2
管子排列方式 对压强降的校 正系数（正三 角形F＝0.5， 正方形转角45 度，F＝0.4， 正方形直列F＝
0.3）
污垢校正系数Fs
管数N
管程数/Np
管中心距t/mm
Re0（20）
Re0′（21）
总传热系数 K（26）
与允许阻力降 比较（34）
∑⊿p0（39）
与允许阻力降比 较（40）
壳程流体的热导 率，
W/(m•C)
R值（6）
P值（7）
定压比热容Cpi [kJ/(kg·℃)]
2.46 2.2
热管管壁的热导率
由R和P查图得φ⊿t （8）
粘度μi （Pa·s）
0.00066 0.00665
导热系数λi （W·m-1·℃-1）
0.139 0.128
允许阻力降at
基础参数
流量（1） （t/a）
内侧污垢热阻 ㎡•C/W
（算数）平均传热温差 （5）
管子外径mm
管子排列方式
折流挡板间距m
结垢校正系数Ft
壳程数Ns
流通截面积(12) nc(16)
柴油流量（13） 流通截面积(17)
管程对流传热系数 （要判断雷诺数范围Rei＞10000，Pr=0.7～160）
Tm—有机液的定性温度 tm--水的定性温度 Q—热负荷 Wh—热流体的流量 WC—水耗量
CP—流体比热, kJ/kg.℃ T1—热流体进口温度, ℃ T2—热流体出口温度, ℃ t1—冷流体进口温度, ℃ t2—冷流体出口温度, ℃
△tm／—逆流温度, ℃ ＆—修正系数
Ｋ-传热系数, Ｗ／m2×0C A估—估计传热面积,m2
管长L/m
公称面积/m2
管子排列方式 对压强降的校 正系数（正三 角形F＝0.5， 正方形转角45 度，F＝0.4， 正方形直列F＝
0.3）
污垢校正系数Fs
管数N
管程数/Np
管中心距t/mm
Re0（20）
Re0′（21）
总传热系数 K（26）
与允许阻力降 比较（34）
∑⊿p0（39）
与允许阻力降比 较（40）
壳程流体的热导 率，
W/(m•C)
R值（6）
P值（7）
定压比热容Cpi [kJ/(kg·℃)]
2.46 2.2
热管管壁的热导率
由R和P查图得φ⊿t （8）
粘度μi （Pa·s）
0.00066 0.00665
导热系数λi （W·m-1·℃-1）
0.139 0.128
允许阻力降at
管壳式换热器全自动计算表
管程流体 进口温度t1 凝液 28 进口温度T1 ℃ 160 38 出口温度T2 ℃ 80 33 定性温度℃ 120
（1）核算压力降 ①管程压强降 管程流通面积 m2 管程流速 m/s
流量W1 kg/h 比热CP1 KJ/(kg·K) 黏度Pa·s 导热系数W/(m·K) 密度kg/m3
列管式换热器自动计算书 管程流体 进口温度t1 ℃ 出口温度t2 ℃ 定性温度℃ 流量W1 kg/h 比热CP1 KJ/(kg·K) 黏度Pa·s 导热系数W/(m·K) 密度kg/m3 冷却水 壳程流体 蒸汽凝液 28 进口温度T1 ℃ 180 38 出口温度T2 ℃ 60 33 定性温度℃ 120 244341 流量W2 kg/h 20000 4.174 比热CP2 KJ/(kg·K) 4.25 0.0008 黏度Pa·s 0.00024 0.6176 导热系数W/(m·K) 0.685 995.7 密度kg/m3 943.1 （1）核算压力降 ①管程压强降 管程流通面积 m2 管程流速 m/s Re 取管壁粗糙度 mm 相对粗糙度 查图求得摩擦系数 直管中压力降 Pa 回弯管压力降 Pa 壳程总压力降 Pa
244341 流量W2 kg/h 20000 4.174 比热CP2 KJ/(kg·K) 4.25 0.0008 黏度Pa·s 0.00024 0.6176 导热系数W/(m·K) 0.685 995.7 密度kg/m3 943.1
Re 取管壁粗糙度 mm 相对粗糙度 查图求得摩擦系数 直管中压力降 Pa 回弯管压力降 Pa 壳程总压力降 Pa
热负荷KW 2832.99815 热负荷KW 1888.8889 按逆流计算的传热温差Δ T ℃ 82.084734 计算温度校正系数 ②壳程压强降 P 0.07575758 管子正三角形排列时，横过管束中心线的管 R 8 折流板数 查图求得温度校正系数Φ 0.9 壳程流通面积 m2 实际的传热温差Δ T ℃ 73.8762606 壳程流速 m/s 2 1000 Re 初选总传热系数K W/(m ·℃） 2 25.5682796 壳程流体摩擦系数 换热面积 m 参照换热面积选取列管换热器结构参数 流体横过管束的压力降 Pa 壳体直径 mm 600 流体流过折流板缺口的压强降 Pa 列管数（根） 245 壳程总压力降 Pa 列管外径 mm 25 列管内径 mm 20 （2)核算总传热系数 列管长度 mm 3000 ①管程对流传热系数 管间距 mm 32 查表得 Pr 折流板间距 mm 150 Nu 列管材质及导热系数 W/(m·K) 45 管程对流传热系数 W/(m2·℃) 2 55.8 设计的换热面积 m 结垢校正因子，对DN25管子取为1.4，对DN19管子取为1.5 1.4 ②壳程对流传热系数 管程数 1 查表得 Pr 串联的壳程数 1 Nu 管子排列方式对压降的校正因子，正三角形为0.5，正方形斜转45度为0.4，正方形为0.3 0.5 壳程对流传热系数 W/(m2·℃) 管程流体被加热取0.4，被冷却取0.3 0.4 壳程流体被加热取0.4，被冷却取0.3 0.3 ③总传热系数 2 0.0002 管壁内侧表面污垢热阻（m ·℃）/K 总传热系数k W/(m2·℃） 0.0002 管壁外侧表面污垢热阻（m2·℃）/K 换热管壁厚 mm 2.5 此换热器安全系数 % 换热管平均直径 mm 22.5 采用此传热面积下的总传热系数 458.212896 W/(m2·℃）
换热器重量计算表
49 填料
50 填料函
51 填料压盖
52 浮动管板裙
53 部分剪切环
54 活套法兰
55 偏心锥管
56 堰板
57 液面计接口
58 套环
59 圆筒
60 管箱侧垫片
61 防涡板
62
63
64
65
66
合计
2060
2060 2060
8 25 7.85
7.85 7.85 7.85 7.85 4.51 7.85 7.85 7.85 7.85 7.85 7.85 7.85 7.85 7.85 7.85 7.85 7.85 7.85 7.85 7.85 7.85 7.85 7.85 7.85 7.85
945 40
7.85
2
A516-70+B265-1 CLAD
440.46
6 壳体法兰
945 0 0 7.85 1
0
150
7 防冲板
7.85
SS400
0
8 仪表接口
7.85
1
9 补强圈
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
7.85
0
10 壳体(部件)
2060 8 3991 7.85 1 A516-70
1622.03
11 折流板
2060 8
*
换热面积 m^2
1557
* 管板厚度 mm
40
*
零件计算清单
序号 名称
技术参数 直径 厚度
长度
密度
数量
材料
重量 Kg 备注
1 平盖
2715 60
7.85 0
0
2 平盖管箱
2060 8 700 7.85 1 B265-2
管壳式换热器数据表
容器类别
修改
Pa 度 类 m3
结构材料 浮头法兰 钩圈 浮头盖封头 螺栓/螺柱—壳体
—浮头 螺母 —壳体
—浮头 接管 —壳程
—管程 接管法兰 —壳程
—管程 补强圈 —壳程
—管程 复合层/衬里—壳程
—管程 —管板 —浮头盖封头
mm
垫片—壳程侧/外头盖 —浮头 —管程侧/管箱头盖
折流板/支持板 旁路挡板 定距管 拉杆/螺母 滑板 堰板 支座/支座垫板 防腐涂料—壳程侧
MPa (g) 总传热系数:－结垢状态
MPa (g) 热虹吸式重沸器 －从塔 m2. K/W 液位到底管板的静压头
m/s
釜式换热器的最小持液量
MPa (g) 总壳体台数:
℃ 串联/并联台数:
℃ 换热器总有效面积
MPa (g) 每台换热器有效面积
MPa (g) 换热面积余量
每台换热器操作介质重
修改
单位 kW/h
44
45
46
1
47
48
49
50
51
项目文件号
专业文件号
管壳式换热器数据表
LPEC 顾客要求
30-01/D3n
管程 水平 30°
结构参数 壳程
垂直
其它
60° 90° 45°
设计阶段
第
页共
页
管子形式: 光管 翅片管 mm 折流板形式: 单弓形 双弓形 mm 折流板切口方位: 横向 竖向
折流板切口尺寸: 折流板中心间距
oC W/m2.k W/m2.k
m 液柱 m３
m2 m2 % kg
壳程流体物性数据
气相
密度 比热
粘度 导热系数 密度
列管式换热器计算表 (1)
则实际排管数设为90根其中4根拉杆再壳体内径dm圆整可取dm采用弓形折流板取弓形折流板圆缺高度为壳体内径的25则切去的圆缺高度为h取整hm折流板间距bm取整bm折流板数nb当量直径由正三角形排列得dem壳程流通截面积s1流速u1ms雷诺数re普兰特常数pr管外对流传热系数1管程流通截面积s0计算温度校正系数计算传热面积管程数和传热管数传热管排列和分程方法计算管外对流传热系数1计算管内对流传热系数0管程流体流速u0ms雷诺数re普兰特常数pr管内对流传热系数0列管材质及导热系数wmk管壁内侧表面污垢热阻m2k管壁外侧表面污垢热阻m2k总传热系数k总传热系数k冷却水壳程流体28进口温度t136出口温度t232定性温度蒸汽凝液953866
0.618 导热系数W/(m·K)
994.3 密度kg/m3
蒸汽凝液 95
38 66.5 1.543209877
10974 0.000253
0.128 880
正系数 面积 热管数
分程方法
965305.5556 热负荷KW 27.60637488
0.119402985 7.125 0.9
24.8457374 438
#REF! #REF!
（2)核算总传热系数 ①管程对流传热系数 查表得 Pr Nu 管程对流传热系数 W/(m2·℃)
②壳程对流传热系数 查表得 Pr Nu 壳程对流传热系数 W/(m2·℃)
③总传热系数 总传热系数k W/(m2·℃）
此换热器安全系数 %
#REF! #REF! #REF!
5.4 #REF! #REF!
1.43 #REF! #REF!
88703.10136 102008.5666
6 0.025 0.02 216579 0.269355663
0.618 导热系数W/(m·K)
994.3 密度kg/m3
蒸汽凝液 95
38 66.5 1.543209877
10974 0.000253
0.128 880
正系数 面积 热管数
分程方法
965305.5556 热负荷KW 27.60637488
0.119402985 7.125 0.9
24.8457374 438
#REF! #REF!
（2)核算总传热系数 ①管程对流传热系数 查表得 Pr Nu 管程对流传热系数 W/(m2·℃)
②壳程对流传热系数 查表得 Pr Nu 壳程对流传热系数 W/(m2·℃)
③总传热系数 总传热系数k W/(m2·℃）
此换热器安全系数 %
#REF! #REF! #REF!
5.4 #REF! #REF!
1.43 #REF! #REF!
88703.10136 102008.5666
6 0.025 0.02 216579 0.269355663
管壳式换热器计算表格
23
逆流时的对数 Δt1m,c 平均温差 P R
℃
24 参数P及R
t2 t2 t1 t2 t ' t " R 1 1 t2 " t2 P
℃ W/(m^2•℃) m^2 mm m 由<2-4>型公式计算
25 温差修正系数 26 有效平均温差 27 初选传热系数 28 估算传热面积 29 管子材料及规 格
0.224
0.473
0.5
9
合理 取标准值φ 180×5
按钢管标准
165.2548901
30404.94833
5181.647061
弓形 0.125 120 0.25 17 116 0.0254 112 24
0.4955 0.038394852
0.680316763
0.010670842 0.02772401
见表2.7，估计壳体直径在 400~700mm之间
nt dl
2nt dl
由草图量出或算出
m
42 管束外缘直径
DL
m
0.224×2+2×0.0125
Ds DL 2b3 b3 0.25d 6.25mm, 且 ≮ 8mm, 故
43 壳体内径
DS
m
Ds 0.473 2 0.008 0.489
λ2 μ2 Pr2 ηL Q M2
W/(m•s) kg/(m•℃) kw kg/s
查物性表 查物性表
2cp1 719 106 4180 Pr2 2 0.622
取用
Q M1cp1 (t1 ' t1 '')L
M 2 Q / c p 2 (t2 '' t2 ')
管壳式热交换器计算
列管式换热器的设计计算列管式（管壳式）换热器的设计计算1．流体流径的选择哪一种流体流经换热器的管程，哪一种流体流经壳程，下列各点可供选择时参考(以固定管板式换热器为例)(1) 不洁净和易结垢的流体宜走管内，以便于清洗管子。
(2) 腐蚀性的流体宜走管内，以免壳体和管子同时受腐蚀，而且管子也便于清洗和检修。
(3) 压强高的流体宜走管内，以免壳体受压。
(4) 饱和蒸气宜走管间，以便于及时排除冷凝液，且蒸气较洁净，冷凝传热系数与流速关系不大。
(5) 被冷却的流体宜走管间，可利用外壳向外的散热作用，以增强冷却效果。
(6) 需要提高流速以增大其对流传热系数的流体宜走管内，因管程流通面积常小于壳程，且可采用多管程以增大流速。
(7) 粘度大的液体或流量较小的流体，宜走管间，因流体在有折流挡板的壳程流动时，由于流速和流向的不断改变，在低Re(Re>100)下即可达到湍流，以提高对流传热系数。
在选择流体流径时，上述各点常不能同时兼顾，应视具体情况抓住主要矛盾，例如首先考虑流体的压强、防腐蚀及清洗等要求，然后再校核对流传热系数和压强降，以便作出较恰当的选择。
2. 流体流速的选择增加流体在换热器中的流速，将加大对流传热系数，减少污垢在管子表面上沉积的可能性，即降低了污垢热阻，使总传热系数增大，从而可减小换热器的传热面积。
但是流速增加，又使流体阻力增大，动力消耗就增多。
所以适宜的流速要通过经济衡算才能定出。
此外，在选择流速时，还需考虑结构上的要求。
例如，选择高的流速，使管子的数目减少，对一定的传热面积，不得不采用较长的管子或增加程数。
管子太长不易清洗，且一般管长都有一定的标准；单程变为多程使平均温度差下降。
这些也是选择流速时应予考虑的问题。
3. 流体两端温度的确定若换热器中冷、热流体的温度都由工艺条件所规定，就不存在确定流体两端温度的问题。
若其中一个流体仅已知进口温度，则出口温度应由设计者来确定。
例如用冷水冷却某热流体，冷水的进口温度可以根据当地的气温条件作出估计，而换热器出口的冷水温度，便需要根据经济衡算来决定。
管壳式换热器传热计算示例终 用于合并
Pa;
取导流板阻力系数:
;
导流板压降:
壳程结垢修正系数: 壳程压降:
Pa ;(表 3-12)
管程允许压降:[△P2]=35000 Pa;(见表 3-10) 壳程允许压降:[△P1]=35000 Pa;
△P2<[△P2] △P1<[△P1] 即压降符合要求。
Ｐa;
(2)结构设计(以下数据根据 BG150-2011)
m2; 选用φ25×2、5 无缝钢管作换热管; 管子外径 d0=0、025 m; 管子内径 di=0、025-2×0、0025=0、02 m; 管子长度取为 l=3 m; 管子总数:
管程流通截面积:
取 720 根 m2
管程流速: 管程雷诺数: 管程传热系数:(式 3-33c)
m/s 湍流
6)结构初步设计: 布管方式见图所示: 管间距 s=0、032m(按 GB151,取 1、25d0); 管束中心排管的管数按 4、3、1、1 所给的公式确定:
结构设计的任务就是根据热力计算所决定的初步结构数据,进一步设计全部结构尺寸, 选定材料并进行强度校核。最后绘成图纸,现简要综述如下:
1) 换热器流程设计 采用壳方单程,管方两程的 1-4 型换热器。由于换热器尺寸不太大,可以用一台,未考虑 采用多台组合使用,管程分程隔板采取上图中的丁字型结构,其主要优点就是布管紧密。 2)管子与传热面积 采用 25×2、5 的无缝钢管,材质 20 号钢,长 3m,管长与管径都就是换热器的标准管子 尺寸。 管子总数为 352 根,其传热面积为:
3)传热量与水热流量
取定换热器热效率为η=0、98; 设计传热量:
过冷却水流量:
; 4)有效平均温差 逆流平均温差:
根据式(3-20)计算参数 p、R: 参数 P:
管壳式换热器计算表格
M
2 s
2 Ab Ac1
(2 0.6Ncw)
99 旁路校正系数 Rb
-
查图2.38
100
折流板泄露校 正系数
R1
-
101
折流板间距不 等的校正系数
Rs
-
102 壳程总阻力 ΔP′s
Pa
103
两台的壳程总 阻力
ΔPs
Pa
查图2.37
间距相等，不需校正
P's
[(Nb 1)Pbk Rb NbPwk ]R1
折流板缺口处 管数
根
由图示可知 由 GB 151-1999
由图示可知 由图示可知
57 折流板直径
Db
58
折流板缺口面 积
Awg
错流区内管数 59 占总管数的百 Fc
分数
60
缺口处管子所 占面积
Awt
61
流体在缺口处 流通面积
Ab
流体在两折流 62 板间错流流通 Ac
截面积
壳
63
壳程流通截面 积
As
4 fi
L di
t2 2
(
/ w2 )0.14
Pr
4
t2 2
Zt
PN
1.5 t2 2
Pt Pi Pr PN
阻 力
96
理想管束摩擦 系数
fk
计 算
97
理想管束错流 段阻力
ΔPbk
98
理想管束缺口 处阻力
ΔPwk
-
查图2.36
Pa
Pbk
4 fK
M
2 s
N
c
2 Ac21
(
/
)0.14 w1
管壳式换热器快速计算模版
式中：T 1=88℃T 2=66℃Cp,h =J/(kg ℃）m h =kg/sWd=0.01905m αo =40W/(m 2.℃)r o =0.0005(m 2.℃)/W A o /A i =1.0112λw =48W/(m .℃)冷流体进冷流体出冷流体热流体质量流量冷流体质管外流体传热膜系数20832000热流体比热总传热系数K的计算热负荷Q=换热管的外表传热面积与内表传热面积之比换热管外径管壁管壁材料的导热系数管内流体传管内流体换热管的外表与换热器管内和管外的平均传热面积之比管外流体污垢热阻热负荷Q的计算热流体进口温度热流体出口温度K-总传热系数，W/(m 2.℃)A-换热器传热面积，m 2Δt m -进行换热的两流体之间的平均温度差，℃其中总传热系数K的计算公式如下：本计算表格是基于《换热器设计手册》（钱颂文主编）中相关公式进行的计算Q=KA Δt mQ-热负荷，W28.02W/(m 2.℃)Δt 2=41℃Δt 1=39℃0.951Δt 2=61℃Δt 1=19℃0.311Δt m =40Δt m =40Δt m =39.99166528Δt m =36.00715354总传热系数K=较大端温差较小端温差Δt 1/Δt 2=3、确定平均温度差4、确定温度修正系数(1)对于单壳程、双管程或者2n管程的管壳式换热器(1)当Δt 1/Δt 2 <2 时且逆向流动时(2)当Δt 1/Δt 2 <2 时且并向流动时(3)当Δt 1/Δt 2 >2 时且逆向流动时(4)当Δt 1/Δt 2 >2 时且并向流动时Δt 1/Δt 2=1、当换热器冷热流体逆向流动时2、当换热器冷热流体并向流动时较大端温差较小端温差P=0.327868852R=1.10.9818968m 2换热面积A=5、根据P、R值查图，确定对应温度修正系数温度修正系数 F T =t 1=27℃t 2=47℃Cp,c =2100J/(kg ℃）m c =496kg/s δ=0.000211m αi =45W/(m 2.℃)r i =0.0005(m 2.℃)/W A o /A m =1.005569流体进口温度流体出口温度冷流体比热流体质量流量管壁厚度流体传热膜系数内流体污垢热阻的外表传热面积与换热器管内和管外的平均传热面积之比计算的计算。