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1、题目:欲用冷水将720kg/h的EC(碳酸乙烯脂)蒸汽冷凝,温度由冷却至凝结。冷水的进出口温度分别是和。若要求换热器的管程和壳程的压强降不大于10KPa,设计合适的列管式冷凝器。(忽略管壁热阻和热损失)定性温度下流体物性如下表:密度,kg/m3比热容,kJ/(kg.0C)粘度,Pa.s导热系数,W/(m.0C)EC蒸汽1410 1.880.1550.05水994 4.20.727 0.626一、 试算和初选冷凝器的规格1、 计算热负荷和冷却水流量 =2、 计算两流体的平均温度和平均温差。暂时按单壳程、多管程进行计算。逆流时平均温差为: =而 P= R= 查得 所以 3、 初选冷凝器规格。根据流
2、体的情况,假设K=120W/(m2.故 由于,因此需要考虑热补偿。据此,选定换热器规格如下:壳径,mm公称压强,MPa公称面积,m2管程数260-0.12.72管子尺寸,mm管长,m管子总数管子排列方法135正方形实际传热面积若采用此换热器,则要求过程中总传热系数为120W/(m2.0C)二、 核算压强降 1、 管程压强降(走水) 其中,。 管程流通面积 (湍流) 设管壁粗糙度,由关系图中查得: 所以 则 2、壳程的压强降(走蒸汽) 其中,。管子为正方形斜转450排列,F=0.4。取折流挡板间距。 壳程流通面积 所以 计算表明,管程和壳程压强降都能满足设计要求。三、 核算总传热系数 管程对流传热系数(走水)=7657(湍流) 2、壳程对流传热系数(走蒸汽) 取换热器列管中心距t=35mm。 流体通过管间最大截面积为 壳程中EC蒸汽被冷凝,取。所以 3、污垢热阻 参考附录二十,管内、外侧污垢热阻分别取为 4、总传热系数K。 管壁热阻可忽略时,总传热系数K。为 由前面计算可知,选用这种规格的冷凝器时要求过程的总传
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