化工原理换热器设计流程

1、换热器设计计算换热器设计计算复杂流动时的复杂流动时的tm, 如：单壳程如：单壳程, 双管程双管程 工程上处理工程上处理 tm =tm逆逆 修正系数修正系数设计时设计时 0.8,可可认为流型不合适认为流型不合适230页页),(),(11121221PRftTttttTTf 设计计算中的选择设计计算中的选择 -依据：技术上可行依据：技术上可行, 经济上优化经济上优化1.评价换热器好坏的主要指标：评价换热器好坏的主要指标：p, K2.冷却水出口温度选择：冷却水出口温度选择： t2选大了选大了, 易结垢易结垢, tm小小, A, 设备费用大；设备费用大； t2选小了选小了, qm2用量大用量大, 操作

2、费用大。操作费用大。 经济上权衡定经济上权衡定t2。一般。一般tm 10。3.t1的确定的确定,如用水如用水,冬天冬天t1低低,夏天夏天t1高高,取哪个？取哪个？4.选流向：逆流：选流向：逆流：tm大大,qm2用量小用量小, 温度范围宽；温度范围宽；并流：壁温较均匀并流：壁温较均匀,出口温度出口温度t2不会过高不会过高,适合于热适合于热敏性物料、高粘性液体敏性物料、高粘性液体5. 选流速：选流速：K和和p的权衡的权衡. 例：单管程改双管程例：单管程改双管程 , 管程、壳程都尽量达到湍流管程、壳程都尽量达到湍流6. 选结构：选结构： 固定管板式固定管板式温差较小时用温差较小时用; 温差温差200

3、0K计算计算，P P计算计算是否是否 P P计算计算Q衡算衡算 Q能力能力有机液有机液K有机液有机液u0.8 , 得得t2=109.574. 12)(8 . 08 . 0 uuKK 21211222ln)()()(tTtTtTtTKAttCqpm KAtTtTCqpm 2122lnAKtTtTCqpmln2122 74. 110013080130ln13080130ln2 KKt仍为单管程仍为单管程, K值不变值不变得得T=153.6相当于相当于426kPa(表表)21222122lnlntTtTCqKAtTtTCqpmpm 100130801305 .10980 TT2121tTtTtTtT

4、 例例2 一逆流套管换热器一逆流套管换热器,热空气走管内热空气走管内, 冷水走环隙，冷水走环隙，热空气一侧传热阻力控制热空气一侧传热阻力控制, 冷、热流体进出口温度冷、热流体进出口温度为为t1=30, t2=45, T1=110, T2=80。求：当热空气流量求：当热空气流量qm1加倍时，加倍时，T2, t2=?思路：先解旧工况的数群思路：先解旧工况的数群 和和 的值，的值， 再用新工况的再用新工况的 和和 求求T2,t2。1122pmpmCqCq22pmCqKA1122pmpmCqCq22pmCqKA解：解：新工况：新工况：qm1=2qm123045801101122 pmpmCqCq)()

5、(12222111ttCqTTCqpmpm )1(ln1122221221 pmpmpmCqCqCqKAtTtT)12(308045110ln22 pmCqKA26. 022 pmCqKA122211221122 pmpmpmpmCqCqCqCqK1qm10.8因因 tm=T1-t2=T2 -t1 Q=qm2Cp2(t2-t1)=KA(T1-t2) , t2=55.1 T2=84.9 74. 12)(8 . 08 . 011 mmqqKK46. 026. 074. 122 pmCqAK)(212212tTCqAKttpm )110(46. 03022tt )301 .55(110)(12112

6、212 ttCqCqTTpmpm6.8 非定态传热非定态传热已知：已知：G(kg),qm(kg/s),Cp, t初初,t终终,T,K,A,假定管道及换热器的滞留油量可忽略不计，槽内假定管道及换热器的滞留油量可忽略不计，槽内油品温度均匀。油品温度均匀。求：求：解：取解：取d时段进行热衡算时段进行热衡算,换热器传热量等于槽内油品升温所需热量换热器传热量等于槽内油品升温所需热量)(2ttCqddtGCQpmp 22lntTtTttKA pmCqKAtTtT 2lnteTetpmpmCqKACqKA )1(2)(1(2tTettpmCqKA dttCqdtGCpmp)(2 dtTeCqpmCqKApm)(1( 0)1(deqt