管壳式换热器的课程设计-1808课件

1、管壳式换热器的课程设计_1808课件管壳式换热器的课程设计_1808课件一.设计任务书1. 已知热流体热量 ，温度 、 ， 冷却介质 温度2. 确定换热面积及选定换热器3. 选用一台合适的离心泵qm1T1qm1T2t1t2一.设计任务书1. 已知热流体热量 ，温度 二.设计步骤1.求出换热器的热流量2.作出适当的选择并计算3.根据经验估计传热系数 ，计算传热面积4.计算冷、热流体与管壁的5.压降校核6.计算传热系数，校核传热面积7. 选用一台合适的离心泵8. 实例二.设计步骤1.求出换热器的热流量2.作出适当的选择并计算3三. 设计结果换热器的型号离心泵的型号流程安排三. 设计结果换热器的型号

2、.求出换热器的热流量根据已知条件 、 、 、 、 ，求 .求出换热器的热流量根据已知条件 、 .作出适当的选择并计算流向的选择确定冷却介质出口温度 ，求对数平均推动力对 进行 修正查图得到 一般逆流优于并流.作出适当的选择并计算流向的选择确定冷却介质出口温度 .根据经验估计传热系数 ， 计算传热面积根据 初选换热器.根据经验估计传热系数 ，根据 初选换热器.计算冷、热流体与管壁的确定冷、热流体走管程或壳程确定管内流速根据所选换热管确定管子的排列目前我国国标采用 和管长 有1.5、2、3、4.5、6、9m核定管壳式换热器内常用流速范围管程数管子数.计算冷、热流体与管壁的确定冷、热流体走管程或壳程

3、确定折流挡板安装折流挡板的目的是为了提高管外国标挡板间距：取壳体内径的20%和25%固定管板式：100、150、200、300、450、600、700mm 浮头式：100、150、200、250、300、350、450 （或480）、600mm装有圆缺折流板的列管换热器 圆缺折流板管板对圆缺形挡板，弓形缺口的常见高度折流挡板安装折流挡板的目的国标挡板间距：取壳体内径的20%管程给热系数若 ，则改变管程数重新计算或重新估计物性系数在定性温度下求得管程给热系数若 ，则改变壳程给热系数若 太小，则可减少挡板间距当量直径de壳程给热系数若 太小，则可减少挡板间距当量直径.压降校核 管程阻力校核管程数管

4、程结垢校正系数，对三角形排列取1.5，正方形排列取1.4改变管程数，应兼顾传热与流体压降两方面的损失必须调整管程数目重新计算.压降校核 管程阻力校核管程数管程结垢校正系数，对三角形 壳程阻力损失可增大挡板间距折流板数目横过管束中心线的管子数折流板间距壳体内径按壳程流动面积 计算所得的壳程流速管子排列形式对压降的校正系数壳程流体摩擦系数 壳程阻力损失可增大挡板间距折流板数目横过管束中心线的管子.计算传热系数 校核传热面积根据流体的性质选择适当的 垢层热阻否则重新估计 ，重复以上计算.计算传热系数 校核传热面积根据流体的性质选择适当的 垢层 冷却介质的选择是一个经济上的权衡问题，按设备费用和操作费

5、用的最低原则确定冷却介质的最优出口温度 根据一般经验过程要有一定的推动力， 冷却介质若是工业用水，含有 、 等盐类，其溶解度随着温度上升而降低，为了防止盐类析出，形成垢层，工业冷却水出口温度应小于 冷却介质的选择是一个经济上的权衡问题，按设 若根据 、 在图上找不到相应的点，表明此种流型无法完成指定换热任务，应改为其他流动方式。 若 ，经济上不太合理，且操作温度变化时，可能使 急剧下降，影响操作的稳定性，应改为其他流动方式。 若根据 、 在图上找不到相应的点管壳式换热器的课程设计_1808课件管壳式换热器的课程设计_1808课件原则： 不洁净和易结垢的液体宜在管程 腐蚀性流体宜在管程 压强高的

6、流体宜在管程 饱和蒸汽宜走壳程 被冷却的流体宜走壳程 若两流体温差较大，对于刚性结构的换热 器，宜将给热系数大的流体通入壳程 流量小而粘度大的液体一般以壳程为宜原则： 不洁净和易结垢的液体宜在管程 腐蚀性流体宜在管程 流体种类 流速管程壳程一般流体0.530.21.5易结垢流体10.5气体530315列管式换热器内常用的流速范围液体粘度最大流速 1500 0.6 1500500 0.75 500100 1.1 10035 1.5 351 1.8 1 2.4不同粘度液体的流速 流体种类 流速管程壳程一般流体0.530.21.5较大给热效果较差管外清洗方便大较大给热效果较差管外清洗方便大管壳式换热

7、器的课程设计_1808课件d0tdo：换热管外径， t： 管中心距d0t当量直径的计算：l为相邻两管的中心距,B为两块挡板间距离，D为壳体直径d0tdo：换热管外径， 总传热系数K的经验值范围（列管）流体种类总传热系数K W/(m2K)水气体1260水水8001800水煤油350左右水有机溶剂280850气体气体1235饱和水蒸气水14004700饱和水蒸气气体30300饱和水蒸气油60350饱和水蒸气沸腾油290870总传热系数K的经验值范围（列管）流体种类总传热系数K W工艺要求要求将温度为 的某液态有机物冷却至 ，此有机物的流量为 。现拟用温度为 的冷水进行冷却。要求换热器管壳两侧的压降

8、皆不应超过 。已知有机物在 时物性数据如下：流程管路布置如图（参考图），已知泵进口段管长 ，泵出口段管长 。（均不包括局部阻力损失）工艺要求要求将温度为 的某液态有机物冷却至初选换热器初选换热器选冷凝水出口温度定性温度计算据此定性温度，查表得水的物性数据选冷凝水出口温度计算据此定性温度，查表得水的物性数据初拟定采用单壳程，偶数管程的浮头式换热器。由图查得 修正系数。初拟定采用单壳程，偶数管程的浮头式换热器。参照表，初步估计 ，传热面积由换热器系列标准，初选 型换热器外壳直径D/mm500管程数Np2管长l/m4.5公称压强P/Mpa1.6管子排列方式正方形管数NT124公称面积A/m243管子

9、尺寸/mm252.5管中心距t/mm32根据经验估计传热系数 ，计算传热面积参照表，初步估计 管程流动面积 管内冷却水流速 管程给热系数 管程给热系数计算管程流动面积 管内冷却水流速 管程给热系数 管程给热系数计算壳程给热系数计算壳程中有机物被冷却，取 壳程给热系数计算壳程中有机物被冷却，取 ，可行取管壁粗糙度 ， 查图得管程压降管程压降的校核，可行取管壁粗糙度 取折流挡板间距 ，因系正方形排列，管束中心线管数壳程流动面积因 故 壳程压降校核取折流挡板间距 ，因系正方形排管子排列为正方形，斜转安装，取校正系数取垢层校正系数挡板数壳程压降 ，可行管子排列为正方形，斜转安装，取校正系数取垢层校正系

10、数，可行查表，取 ， 根据所选换热器传热面积校核符合要求型换热器适合查表，取 管径初选初取水经济流速 由于87mm不是标准管径，因此确定经计算 符合经济流速范围故确定 ， 管径初选初取水经济流速 由于87mm不是标准管径，因此确定压头在水槽液面及压力表2处列柏努利方程 ，如图取 ， ， 查图得 =0.025局部阻力： 底阀1个 标准90弯头3个 球心阀1个压头在水槽液面及压力表2处列柏努利方程 ，如图取 流入换热器流出换热器 故 换热器压降流入换热器根据流量qv=32m3/s,He=16.4m, 查得 IS型离心泵型号： IS-80-65-125或者IS-100-65-250根据流量qv=32

11、m3/s,He=16.4m, 查得 IS型管壳式换热器的课程设计_1808课件管壳式换热器的课程设计_1808课件 流体污垢热阻 流体污垢热阻水 溶剂蒸汽 0.14 蒸馏水 0.09水蒸气 海水 0.09 优质（不含油） 0.052 清净的河水 0.21 劣质（不含油） 0.09 未处理的凉水塔用水 0.58 往复机排出 0.176 已处理的凉水塔用水 0.26液体 已处理的锅炉用水 0.26 处理过的盐水 0.264 硬水、井水 0.58 有机物 0.176气体 燃料油 1.056 空气 0.260.53 焦油 1.76常见流体的污垢热阻 流体污垢热阻 流体污垢热阻由换热器系列标准选 型换热器外壳直径D/mm500管程数Np2管长l/m4.5公称压强P/Mpa1.6管子排列方式正方形管数NT124公称面