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1、内蒙古工业大学本科课程论文学校代码： 10128学 号：201130508042 化工过程与分析合成大作业（题 目：换热器模拟计算学生姓名：李云飞学 院：化工学院系 别：化学工程系专 业：化学工程与工艺班 级：化11-4班指导教师：简 丽 教授 二o一四 五 月 一管壳式换热器，单壳程、双管程，用渣油预热原油。渣油的质量流量wh=68250kg/h，入口温度th=382，原油的质量流量 wc=175000kg/h， 入口温度tc=275。求：原油的出口温度，换热器的总传热系数，传热效率。换热器的结构参数见下表：传热面积 a/m2130壳体直径 d/m0.7管子规格 /mm25*2.5管中心距

2、d/mm32管长 l/m6管程通道截面积 at/ m20.0459壳程通道截面积 as/ m20.0525渣油侧的污垢热阻 r/渣油 (m2.k/w)0.0005原油侧的污垢热阻r/原油 (m2.k/w)0.0001一、 换热器介质的有关物理性质（1） 相对密度d式中 x=1+t/100 t: 定性温度 d20: 20时油品的相对密度 d20渣油： 0.919 d20原油： 0.850（2） 比热式中 k：油品的特性因素，可查取或实测 k渣油 12.5 k原油 12.5（3）导热系数 (4) 粘度 （单位cst） 1cst=10-6 -1.22 式中 其中 z渣油 y原油=-2.93=18.9

3、2=1.6134*10-6同理可以计算*10-6（5）原油冷流体走壳程，渣油热流体走管程 二、 迭代计算的收敛精度要求 （1）出口温度迭代收敛精度要求 t=1 （2）壁温迭代收敛精度要求 w= 0.5 1.数学模型的建立 （1）数学模型的建立 热量衡算方程（忽略热损失）： whcph(th1-th2)= wccpc(tc1-tc2) 传热速率方程： q=katm (2)模型分析 热量衡算方程中：cph 、 cpc 均为tc2 、 th2的函数 传热速率方程中：k、0、i 均为温度（t）的函数 tm为tc2 th2的函数总传热面积： 均与温度（t）无关所以：模型很难直接求解，只能采用试差迭代法 2.出口温度th2及tch的设定 利用传热单元数给出的传热效率表达式计算 = 实际的传热量/最大可能传热量=q/qmax =热容流率较小流体进出口温度差/冷热流体进口温度差 热流体的热容流率为最小值时： h= whcph(th1-th2)/ whccph(th1-tc1)= th1-th2/ th1-tc1 冷流体的热容流率为最小值时： c= wccpc(tc1-tc)/ wccpc(th1-tc1)= tc1-tc/th1-tc1 估算热流体的出口温度th2 虽然此换热器的传热效率，我们目前不知道，但是其值总在0.5左右 由于 wh=68250kg/

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