列管式换热器设计方案计算过程参考

1、某工厂的苯车间，需将苯从其正常沸点被冷却到30，出口温度自定。30 kPa。1=30，2=38，因此平均温度下冷却水物性如下：32=0.72732=1.1540；使用的冷资料个人收集整理，资料个人收集整理，某工厂的苯车间，需将苯从其正常沸点被冷却到30，出口温度自定。30 kPa。1=30，2=38，因此平均温度下冷却水物性如下：32=0.72732=1.1540；使用的冷资料个人收集整理，资料个人收集整理，的传热面积，设计换热器的结构和尺寸， 并要求核对换热器压强降是否符合小于 30 kPa 的要求。各项设计均可参照国家标准或是行业标准来完成。具体项目如下：设计要求：1. 却剂为冷却水，其进

2、口温度为勿做商业用途2. 物料（苯）的处理量为 1000 吨/日。3. 要求管程、壳程的压力降均小于1、换热器类型的选择。列管式换热器2、管程、壳程流体的安排。水走管程，苯走壳程，原因有以下几点：1.苯的温度比较高，水的温度比较低，高温的适合走管程，低温适合走壳程2.传热系数比较大的适合走壳程，水传热系数比苯大3.干净的物流宜走壳程。而易产生堵、结垢的物流宜走管程。3、热负荷及冷却剂的消耗量。冷却介质的选用及其物性。 按已知条件给出，冷却介质为水，根进口温度 t冷却水出口温度设计为 t勿做商业用途密度=994kg/m 粘度 10-3Pa.s导热系数 =62.610-2 W/(m.K) 比热容

3、Cpc=4.184 kJ/(kg.K) 苯的物性如下：进口温度： 80.1 出口温度： 40密度=880kg/m 粘度 10-3Pa.s导热系数 =14.810-2 W/(m.K) 比热容 Cpc=1.6 kJ/(kg.K) 苯处理量： 1000t/day=41667kg/h=11.57kg/s 1 / 6 资料个人收资料个人收203页得出温度校正系数为=75m219mm2mm ，取 n为 123=12.9m 资料个人收资料个人收203页得出温度校正系数为=75m219mm2mm ，取 n为 123=12.9m 0.8，适合单壳程换热器，平资料个人集整理，勿做商业用途冷却水用量：Wc=Q/cp

4、c(t2-t1)=7.4105/4.1841000(38-30)=22.1kg/s集整理，勿做商业用途4、传热面积的计算。平均温度差资料个人收集整理，勿做商业用途确定 R和 P值资料个人收集整理，勿做商业用途查阅化工原理上册均温度差为tm=tm0.9=27.20.9=24.5 由化工原理上册表 4-1估算总传热系数 K（估计）为 400W/（m2）估算所需要的传热面积：S0=5、换热器结构尺寸的确定，包括：（1）传热管的直径、管长及管子根数；由于苯属于不易结垢的流体，采用常用的管子规格管内流体流速暂定为 0.7m/s 所需要的管子数目：收集整理，勿做商业用途管长：2 / 6 资料个人收集整理，

5、勿做商业用途19(600mm。此时长径比为 7.5，符合 6-10的范围。ip113MPa；0.65（单面焊），腐蚀裕度 C900113=21.1，取整 21根21根管道时，按照正三角形排列，可排资料个人收集整理，勿做商业用途19(600mm。此时长径比为 7.5，符合 6-10的范围。ip113MPa；0.65（单面焊），腐蚀裕度 C900113=21.1，取整 21根21根管道时，按照正三角形排列，可排373根。资料个人收集整理，勿做商业用途W/(m2K) o=300mm B=（4.5-0.1 B=151)+228.5=537.0mm，按照标准尺寸资料个人收C4mm，所以0.65331根，

6、每边各资料个人收集整理，勿做商业用途0.647.2 8mm8mm管子的排列方式及管子与管板的连接方式 : 管子的排列方式，采用正三角形排列；管子与管板的连接，采用焊接法。（2）壳体直径；e取 1.5d0，即 e=28.5mm Di=t(nc1)+2e=进行整圆，壳体直径为集整理，勿做商业用途壳体壁厚的计算pD2选取设计压力 p=0.6MPa，壳体材料为 Q235，查的相应的许用应力焊接系数0.62排管方式：横过中心的管子数目： nc=有排管图得出，中心有加 8根，总共可以排列 379根，除去 6根拉杆，总共可以排出 373，与上述计算相差不大，所以实际管子数目为实际传热面积 S0=Ndo（L-

7、0.1）=3733.140.019（4.5-0.1）=97.9m2资料个人收集整理，勿做商业用途实际传热系数 K=（3）折流板尺寸和板间距；选取折流板与壳体间的间隙为 3.5mm，因此，折流板直径 Dc=600-23.5=593mm 切去弓形高度 h=0.25D=0.25 600=150mm 取折流板间距 h那么 N ）/0.3=14.6 , 取整得 N 块实际折流板间距 h= （L-0.1 ）/(N+1)= （4500-100）/（15+1）=275mm 拉杆的直径和数量与定距管的选定。选用12mm钢拉杆，数量 6 条。定距管采用与换热管相同的管子，即 19mm3 / 6 50，故需不虑设置

8、温度补偿圈。=0.15m =0.106m i 1+ 2）Ft sNpp=3，串联壳程数t=1.5,i资料个人收集整理，勿做商业用途2=3i150，故需不虑设置温度补偿圈。=0.15m =0.106m i 1+ 2）Ft sNpp=3，串联壳程数t=1.5,i资料个人收集整理，勿做商业用途2=3i1 2） sNs,资料个人收集整理，勿做商业用途N 19mm2mm的换热管，结构校正系数为取 =0.2mm ， 即 资料个人收集整理，勿做商业用途/2=3X880X0.7 /2=58.8Pa s=1，对于2温度补偿圈的选用。由于（80.1+40）/2-(30+38)/2=26.05（4）流体进出口接管直

9、径等。苯的进出口管道直径：经圆整采用 159mm10mm热轧无缝钢管，实际苯的进出口管内流速为=0.867m2水的进出口管道直径：经圆整采用 108mm5mm热轧无缝钢管，实际水的进出口管内流速为=2.5m 6、管、壳程流体的压力降计算。管程压降： p=（p p N管程数 NF 。Re=/d =0.2/14=0.015查表，得到 =0.044 =5066.6Papp=5066.631.5+58.8=22849.7Pa 30Kpa，满足条件壳程压降： po=（p +p F 由于管子排列方式对压强降的校正因子：F=0.5（正三角形排列）4 / 6 e=Vsdt=7456.5, fuo21=FfoN

10、c(NB+1)2h u2=N（Bi 1+p2）FtNs=(1718.5+3096.8)1 1 bdKo(计）= dii 0i ei=570.8W/( m2 .K)ow0.14=1.05 =0.0136m资料个人收集整理，勿=oo=522oD 2e=Vsdt=7456.5, fuo21=FfoNc(NB+1)2h u2=N（Bi 1+p2）FtNs=(1718.5+3096.8)1 1 bdKo(计）= dii 0i ei=570.8W/( m2 .K)ow0.14=1.05 =0.0136m资料个人收集整理，勿=oo=522oD 2+Rso+o的计算.8d资 =0.36V)Re =0.13=0

11、.50.12821X（15+1）9940.401 /2=1718.5Pa2o si o om i iPrioosh(D-0.228资料个人2+R +0.3den do)d dd diRe=c0.55o=0.401m/s Pr1/3w0.14做商业用途uo =hD(1Re=收集整理，勿做商业用途p资料个人收集整理，勿做商业用途p 3.5- ） =15(3.5-2 0.275/0.6) 9940.401 /2=3096.8Pa资料个人收集整理，勿做商业用途p=（p 1.15=5537.6Pa30Kpa资料个人收集整理，勿做商业用途传热系数校正总传热系数由下式计算：其中，管内苯的传热系数 =0.023 R=0.023料个人收集整理，勿做商业用途管间水的传热系数 的计算由于水被加热，取粘度校正系数5 / 6 o1.719710 ( m .K)/W，钢管导热系数m.K)=-3,一般 Ko（计o1.719710 ( m .K)/W，钢管导热系数m.K)=-3