管壳式热交换器的热力计算课件

PrincipiaandDesignofHeatExchangerDevice热交换器原理与设计山东大学·能源与动力工程学院杜文静PrincipiaandDesignofHeat第二章

管壳式换热器一．管壳式热交换器的结构计算结构计算的目的在于确定设备的主要结构参数和尺寸，包括：(1)计算管程流通截面积，包括确定管子尺寸、数目、管程数，并选择管子的排列方式等；(2)确定壳体直径；(3)计算壳程流通截面积，包括折流板类型；(4)计算进出口连接管尺寸。第二章管壳式换热器一．管壳式热交换器的结构计算1.管程流通截面积基于连续性方程，质量守恒方程

所需管子数问题:怎么确定管程的流速？1.管程流通截面积所需管子数问题:怎么确定管程的流速

tubelength换热器的管子长度和壳体直径之比一般在4~25之间，通常是6~10。

如果管长过长，则应做成多流程的热交换器。Zt:管程数tubelength换热器的管子长度和壳体直径之比一般2.壳体直径的确定

下述公式可用来粗估内径：将计算数值圆整到标准尺寸根据GB151-1999中相关标准进行选择。2.壳体直径的确定3.壳程流通截面积的确定a.纵向隔板，要确定其长度。

采用连续性方程。标准：使流体在纵向隔板转弯时的流速与各流程中顺管束流动时速度基本相等。问题:怎么确定壳程流速？3.壳程流通截面积的确定问题:怎么确定壳程流速？b.弓形折流板，要确定其缺口高度。标准：流体在缺口处的流通截面积与流体在两折流板间错流的流通截面积相接近，以免因流动速度变化引起压降。问题：弓形缺口处的流速如何来计算？b.弓形折流板，要确定其缺口高度。问题：弓形缺口处的流速如管壳式热交换器的热力计算课件c.盘环型折流板标准：每个位置的速度都应和其他位置接近。c.盘环型折流板4.进出口连接管基于连续性方程需将计算得到的管径，圆整到最接近的标准管径。4.进出口连接管二．管壳式热交换器的热力计算

1．总传热系数

gi internalfoulingresistance 管内壁的污垢热阻

go externalfoulingresistance 管外壁的污垢热阻

dw thicknessoftube

管壁厚度

lw thermalconductivity 管材的导热系数

d0 tubeoutsidediameter 管子的内径

di tubeinsidediameter 管子的外径

dmtubemeandiameter

管子平均直径(d0-di)/ln(do/di)二．管壳式热交换器的热力计算gi intern

2.对流换热系数和柯尔本传热因子复习几个无量纲温度

a:

表面传热系数；

l:特征长度；

l:

导热系数Kn:

运动粘度；a:

热扩散率

u:

流体的速度；

l:

特征长度；

n:

运动粘度St???2.对流换热系数和柯尔本传热因子复习几个无量纲温度对流换热系数和柯尔本传热因子ColburnheattransferfactorColburnmasstransferfactor对流换热系数和柯尔本传热因子Colburnheattra管壳式热交换器的热力计算课件管壳式热交换器的热力计算课件管壳式热交换器的热力计算课件廷克模型A:管子和折流板上的管孔之间存在间隙，流体泄漏。B:叉流C:最外层管子和壳体之间存在间隙，流体泄漏。D:折流板和壳体之间存在间隙，流体泄漏。E:分程管板处的旁路。DE廷克模型A:管子和折流板上的管孔之间存在间隙，流体泄漏。D管壳式热交换器的热力计算课件管壳式热交换器的热力计算课件管壳式热交换器的热力计算课件三.压降计算，阻力计算压降和阻力计算包括壳程和管程流体的压降和阻力计算。三.压降计算，阻力计算压降和阻力计算包括壳程和管程流体的压管壳式热交换器的热力计算课件管壳式热交换器的热力计算课件管壳式热交换器的热力计算课件管壳式热交换器的热力计算课件管壳式热交换器的热力计算课件管壳式热交换器的热力计算课件管壳式热交换器的热力计算课件管壳式热交换器的热力计算课件5.管壳式换热器的热补偿