化工原理课程设计列管式换热器设计(编辑修改稿)

化工原理课程设计列管式换热器设计(编辑修改稿)内容摘要：

．确定设计方案 （ 1）选择换热器的类型 两流体温度变化情况： 热流体进口温度 140℃，出口温度 40℃冷流体。 冷流体进口温度 30℃，出口温度 40℃。 该换热器用循环水冷却，冬季操作时进口温度会降低，考虑到这一因素，估计该换热器的管壁温和流体壁温之差较大， 因此初步确定选用 带膨胀节的 固定管板式换热器。 （ 2） 流动空间及流速的确定 由于 循环冷却水较易结垢，为便于水垢清洗，应使循环水走管程，煤油走壳程。 另外，这样的选择可以使 煤油 通过壳体壁面向空气中散热，提高冷却效果。 同时，在此选择逆流。 选用ф 25 的碳钢管，管内流速取 ui=。 确定物性数据 定性温度：可取流体进口温度的平均值。 壳程 煤油 的定性温度为： ℃＝＝ 1102 80140T  管程流体的定性温度为： ℃＝＋＝ 352 4030t 根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。 煤油 在 110℃下的有关物性数据如下： 密度 ρ o=825 kg/m3 定压比热容 cpo=(kg℃ ) 导热系数 λ o= W/(m℃ ) 粘度 μ o= s 冷却水在 35℃下的物性数据： 密度 ρ i=994kg/m3 定压比热容 cpi=(kg℃ ) 导 热系数 λ i= W/(m℃ ) 粘度 μ i= Pa s 列管式换热器设计说明书 5 3．计算总传热系数 （ 1）热流量 L= Qo=Lcp Δ t = (14040)= KJ/h= (2) 冷却水用量 qm2= =149755Kg/h （ 3）平均传热温差 ℃）（）（ .393040401 4 0ln3040401 4 0ln39。 t2121 ttttm （ 4） 总传热系数 假设 =300W/m2 . oC = = =32904 = =5506 管壁的导热系数 = ∙℃ /W = ∙℃ /W K= = = = = 若考虑 15%的面积裕度 列管式换热器设计说明书 6 S= = 工艺结构尺寸 （ 1）管径和管内流速及管长 选用 Ψ 25 传热管 (碳钢 )，取管内流速 =（ 2）管程数和传热管数 依据传热管内径和流速确定单程传热管数 =112 按单管程计算，所需传热管长度为 L= = = 按单程管设计，传热管过长，宜 采用多管程结构，现取传热管长度 L=6m，则该换热器的管程数为 = = =4 传热管总根数 N=112 4=448(根 ) （ 3）平均传热温差校正及壳程数 平均传热温差校正系数 10101 0 03040 401 4 0 R 11130140 3040 P 按单壳程，双管程结构，温差校正系数应查有关图表。 可得 平均传热温差 ℃ 39。 tm   mt （ 4）传热管排列和分程方法 采用组合排列法，即每程内均按正三角形排列，隔板两侧采用正方形排列。 取管心距 t= d0，则 t= 25=32(mm) 横过管束中心线的管数 （根）264 4 CN （ 5）壳体内径 列管式换热器设计说明书 7 采用多管程结构，取管板利用率η＝ ，则壳体内径为 mm8  ND 圆整可取 D＝ 900mm （ 6）折流板 采用弓形折流板，取弓形折流板圆缺高度为壳体内径的 25％，则切去的圆缺高度为 h＝ 900＝ 225mm，故可取 h＝ 220 mm。 取折流板间距 B＝ ，则 B＝ 900＝ 270mm，可取 B 为 300mm。 折流板数 NB= = 1=19(块 ) 折流板圆缺面水平装配。 （ 7）接管 壳程流体进出口接管：取接管内 煤油 流速为 u＝ 1 m/s，则接管内径为 m1 08 2 97 00 002 75 004u4d 1   V 圆整后 可取管内径为 100mm 管程流体进出口接管：取接管内冷却水流速 u＝ ，则接管内径为 3 5 78 4 0 01 4 97 5 54d 2  圆整后可取。