办公文档-列管换热器设计示例（word）可编辑

1、列管换热器设计例如2.4 列管换热器设计举出例子 某生产过程中，需将6000 kg/h的油从140冷却至40，压力为0.3MPa；冷却介质接纳轮回水，轮回冷却水的压力为0.4MPa，轮回水进口温度30，出口温度为40。试设计一台列管式换热器，完成该生产任务。 1确定设计方案 1选择换热器的类型 两流身体的温度度变化情况：热流体进口温度140，出口温度40冷流体(轮回水)进口温度30，出口温度40。该换热器用轮回冷却水冷却，冬季操作时进口温度会降低，考虑到这一因素，预计该换热器的管壁温文壳体壁温之差较大，是以初步确定选用带膨胀节的固定管板式式换热器。 2流动空间及流速简直定 由于轮回冷却水较易结

2、垢，为易于水垢洗濯，应使轮回水走管程，油品走壳程。选用252.5的碳钢管，管内流速取ui=/。 2确定物性数据 定性温度：可取流体进口温度的均等值。 壳程油的定性温度为 () 管程流体的定性温度为 () 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90下的有关物性数据如次： 密度 o=825 kg/m3 定压比热容 cpo=2.22 kJ/(kg) 导热系数 o=0.140 W/(m) 粘度 o=0.000715 Pas 轮回冷却水在35下的物性数据： 密度 i=994 kg/m3 定压比热容 cpi=4.08 kJ/(kg) 导热系数 i=0.626 W/(m) 粘度 i=0.

3、000725 Pas 3计较总传热系数 1热流量 Qo=Wocpoto=60002.22(140-40)=1.32106kJ/h=366.7(kW) 2均等传热温差 () 3冷却水用量 (kg/h) 4总传热系数K 管程传热系数 W/(m) 壳程传热系数 假定壳程的传热系数o=290 W/(m2)； 污痕热阻Rsi=0.000344 m2/W , Rso=0.000172 m2/W 管壁的导热系数=45 W/(m) =219.5 W/(m) 4计较传热平面或物体外表的大 (m2) 考虑 15的平面或物体外表的大裕度，S=1.15S=1.1542.8=49.2(m2)。 5工艺结构尺寸 1管径和

4、管内流速 选用252.5传热管(碳钢)，取管内流速ui=/s。 2管程数和传热管数 依据传热管内径和流速确订单程传热管数 按单程管计较，所需的传热管长度为 (m) 按单管程设计，传热管太长，宜接纳多管程结构。现取传热管长L=6m，那么该换热器管程数为 (管程) 传热管总根数 N=582=116(根) 3均等传热温差勘正及壳程数 均等传热温差勘正系数 第2章 换热器设计 按单壳程，双管程结构，温差勘正系数应查有关图表。但R=10的点在图上难以读出，故而相应以1/R取代R，PR取代P，查同一图线，可得t=0.82 均等传热温差tm=ttm=0.8239=32() 4传热管摆列和分程方法 接纳组合摆

5、列法，即每程内均按正三角学形摆列，隔板两侧接纳正方摆列。取管心距t=1.25 d0，那么 t=1.2525=31.2532(mm) 横过管束中心线的管数 (根) 5壳体内径 接纳多管程结构，取管板哄骗率0.7，那么壳体内径为 (mm) 圆整可取D450mm 6折流板 接纳弓形折流板，取弓形折流板圆缺高度为壳体内径的25，那么切去的圆缺高度为h0.25450112.5(mm)，故可取h110 mm。 取折流板间距B0.3D，那么B0.3450135(mm)，可取B为150。 折流板数 NB=传热管长/折流板间距-1=6000/150-1=39(块) 折流板圆缺面水平装配。 7接受 壳程流体出进口

6、接受：取接受内油品流速为 u1.0 m/s，那么接受内径为 取尺度管径为50 mm。 管程流体出进口接受：取接受内轮回流水速 u1.5 m/s，那么接受内径为 6换热器核计 1热能核计 壳程对于流传热系数 对于圆缺形折流板，可接纳凯恩公式 当量直径，由正三角学形摆列得 (m) 壳程流通剖平面或物体外表的大 (m) 壳程流体流速及其雷诺数分别为 普兰特准数 粘度勘正 W/(m2) 管程对于流传热系数 管程流通剖平面或物体外表的大 (m2) 管程流体流速 普兰特准数 W/(m2) 传热系数K =310.2 W/(m) 传热平面或物体外表的大S (m2) 该换热器的现实传热平面或物体外表的大Sp (

7、 m2) 该换热器的平面或物体外表的大裕度为 传热平面或物体外表的大裕度适合，该换热器可以或许完成生产任务。 2换热器内流体的流动阻力 管程流动列管式换热器设计阻力 Pi=(P1+P2)FtNsNp Ns=1, Np=2, Ft=1.5 由Re13628，传热管相对粗糙度0.01/200.005，查莫狄图得i0.037 W/m， 流速ui0.497 m/s，994 kg/m3，所以 管程流动阻力在许可规模之内。 壳程阻力 Po=(P1+P2)FtNs Nsl，Ftl 流体流经管束的阻力 流体流过折流板豁口的阻力 总阻力Po1202636.21838.2(Pa)10 kPa 壳程流动阻力也比拟相

8、宜。 换热器主要结构尺寸和计较成果 换热器主要结构尺寸和计较成果见表2-13。 表2-13换热器主要结构尺寸和计较成果 换热器情势：固定管板式 管口表 换热平面或物体外表的大m2:48 符号 尺寸 用途 连接型式 工艺参量 a DN80 轮回水进口 平面 名称 管程 壳程 b DN80 轮回水出口 平面 物料名称 轮回水 油 c DN50 油品进口 凹凸面 操作压力，MPa 0.4 0.3 d DN50 油品出口 凹凸面 操作温度， 29/39 140/40 e DN20 排气口 凹凸面 流量，kg/h 32353 6000 f DN20 放净口 凹凸面 流体密度，kg/m3 994 825 附图 流速，m/s 0.497 0.137 传热能，kW 366.7 总传热系数，W/m2K 310.2 传热系数，W/m2K 2721 476 污痕系数，m2K/W 0.000344 0.000172 阻力降，MPa