列管式换热器设计_课程设计说明书(编辑修改稿)

列管式换热器设计_课程设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

）上册】：图 613。 取管心距 t=，则 t= 25=≈ 32（ mm） 隔板中心到离其最近一排管中心距离： S=t/2+6=32/2+6=22（ mm） 各程相邻管的管心距为 44mm。 管 束 的分程方法，每 程各有传热管 596 根，其前后管程中隔板设置和介质的流通顺序按【化学工业出版社《化工原理》（第三版）上册】：图 68 选取。 壳体内径 采用多管程结构，进行壳体内径估算。 取管板利用率η = ，则壳体内径为： D= mmN T 1 3 8  按卷制壳体的进级档，可取 D=1400mm 筒体直径校核计算： 壳体的内径 iD 应等于或大于（在浮头式换热器中）管板的直径，所以管 8 板直径的计算可以决定壳体的内径，其表达式为： e21ntD ci  ）（ 管子按正三角形排列： tc  取 e= 0d = 25=30mm  iD =32 （ 391） +2  30 =1276mm 按壳体直径标准 系列尺寸进行圆整： iD =1400mm 折流挡板 采用圆缺形折流挡板，去折流板圆缺高度为壳体内径的 25%，则切去的圆缺高度为 h= 1400=350m，故可 取 h=350mm 取折流板间距 B=，则 B= 1400=420mm，可取 B 为 450mm。 折流板数目 141 4 . 514 5 07 0 0 01N B  折流板间距 传热管长（块） 折流板圆缺面水平装配，见图： 【化学工业出版社《化工原理》（第三版）上册】：图 69。 其他附件 拉杆数量与直径选取，本换热器壳体内径为 1400mm，故其拉杆直径为Ф12 拉杆数量 8，其中长度 5950mm的六根， 5500mm的两根。 壳程入口处，应设置防冲挡板。 接管 壳程流体进出口接管：取接管内气体流速为 u1=10m/s，则接管内径为 )903600/(2203014u4VD 1    （ m） 圆整后可取管内径为 300mm。 管程流体进出口接管：取接管内液体流速 u2=，则接管内径为 )(87085542  D （ m） 圆整后去管内径为 360mm 9 换热器核算 热流量核算 壳程表面传热系数 用克恩法计算，见式【化学工业出版社《化工原理》（第三版） 上册】：式（ 572a） ： )(wed   当量直径，依【化学工业出版社《化工原理》（第三版）上册】：式（ 573a）得 ed =  mddtoo 0 ]0 3[4]42 3[4 2222 壳程流通截面积：  mtdBD oo 1 3 7 )32251()1(S  壳程流体流速及其雷诺数分别为  smu o / 3 7 )903 6 0 0/(2 2 0 3 0 1  50e    o 普朗特数 53p   粘度校正 1)( w Kmwo  / 8 9 17 7 7 1 2 0 0 2 7  管内表面传热系数 iii d  管程流体流通截面积：  22 mS i  管程流体流速 ： 10  smu i / 8 7 ) 6 0 0/(8 7 0 8 5 5  雷诺数： 3 4 8 4 1)( 3   普朗特数： 2 107 4 7 33  K/  mwi 污垢热阻和管壁热阻 【化学工业出版社《化工原理》（第三版）上册】：表 55 取： 管外侧污垢热阻 wkmRo / 2  管内侧污垢热阻 wkmRi /0 0 0 2  管壁热阻按【化学工业出版社《化工原理》（第三版）上册】：图 54 查得碳钢在该 件下的热导率为 50w/(m K)。 所以 wkmRw / 2  传热系数 K/3 9 4 9 110 0 0 250 0 0 0 20250 0 0 205 8 5 8251)1(12  mwRddRddRddKoomowioiiioe 传热面积裕度 计算传热面积 Ac：  231 1010098 mtK QA mec   该换热器的实际传热面积为 Ap   mlNdA Top   该换热器的面积裕度为 % 552655  c cp A AAH 传热面积裕度合适，该换热器能够完成生产任务。 壁温计算 11 因为管壁很薄，而且壁热阻很小，故管壁温度可按式ncnmcwwtTt11  计算。 由于该换热器用循环水冷却，冬季操作时，循环水的进口温度将会降低。 为确保可靠，取循环冷却水进口温度为 15℃，出口温度为 39℃计算传热管壁温。 另外，由于传热管内侧污垢热阻较大，会使传热管壁温升高，降低了壳体和传热管壁温之差。 但在操作初期，污垢热阻较小，壳体和传热管间壁温差可能较大。 计算中，应该按最不利的操作条件考虑，因此，取两侧污垢热阻为零计算传热管壁温。 于是有： ncnmcwwtTt11  式中液体的平均温度 mt 和气体的平均温度分别计算为 mt 39+ 15=℃ mT (110+60)/2=85℃  ic  5858w/m2 K  oh  K 传热管平均壁温 wt ℃ 壳体壁温，可近似取为壳程流体的平均温度，即 T=85℃。 壳体壁温和传热管壁温之差为 t ℃。 该温差较大，故需要设温度补偿装置。 由于换热器壳程压力较大，因此，需选用浮头式换热器较为适宜。 换热器内流体的流动阻力 管程流体阻力 spsrit FNNppp )(  1sN , 2Np , 22udlp iii  由 Re=34841，传热管对粗糙度 ，查莫狄图 :【化学工业出版社《化工原理》（第三版）上册】：图 127 得 i ，流速 ui=， 3/ mkg , 所以 12 Papi 1 7 6 22 9 2  Paup r 5 2 02 9 432 22   Pap .44 2 8 4 ) 5 2 1 7 6 2(1  管程流体阻力在允许范围之内。 壳程阻力 按式计算 ssios NFppp )(  , 1sN , 1F 流体流经管束的阻力 2)1(2oBTCoo uNNFfp  F= 2 4 3 7 1 2 0 05 2 2  of  TTC NN 14BN sm/ 0  op 38 (14+1) 2 2 =70757Pa 流体流过折流板缺口的阻力 2)( 2oBi uDBNp  , B= , D= 4 1 1 0 02 ) (14 2  ip Pa 总阻力 sp 70757+41100= 510 Pa 由于该换热器壳程流体的操作压力较高，所以壳程流体的阻力也比较适宜。 换热器主要结构尺寸和计算结果 13 参数 管程 壳程 流率 870855 220301 进 /出口温度 /℃ 29/39 110/60 压力 /MPa 物性 定性温度 /℃ 34 85 密度 /（ kg/m3） 90 定压比热容 /[kj/（ kg•K） ] 粘度 /（。