换热器设计——固定管板式式换热器

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1、课程设计设计题目：换热器设计——固定管板式式换热器姓名院系专业热能与动力工程年级2012级学号指导教师2015年1月21日15目录0设计任务……………………………………………………………20.1设计目的………………………………………………………20.2操作条件………………………………………………………21前言…………………………………………………………………21.1热量传递的概念…………………………………………………21.2传热的基本方式…………………………………………………21.3管壳式换热器的简介……………………………………………22试算并初选换热器规格……………………………………

2、………32.1流体流动途径的确定……………………………………………32.2定性温度、物性数据，选择换热器型式…………………………32.3计算热负荷和冷却水流量………………………………………42.4计算两流体的平均温度差…………………………………………42.5试算和初选换热器的规格…………………………………………53工艺计算……………………………………………………………63.1核算总传热系数…………………………………………………63.2核算压强降………………………………………………………84经验公式……………………………………………………………95设备及工艺流程图………………………………

3、…………………116设计结果一览表……………………………………………………127设计评述……………………………………………………………138参考文献……………………………………………………………15150设计任务0.1设计目的设计一台管壳式换热器0.2操作条件⑴、水：入口温度80℃，出口温度55℃。⑵、冷却介质：循环水，入口温度30℃，出口温度40℃⑶、允许压强降：不大于105Pa。⑷、每年按290天计，每天24小时连续运行。1前言1.1热量传递的概念热量传递是指由于温度差引起的能量转移，简称传热。由热力学第二定律可知，在自然界中凡是有温差存在时，热就必然从高温处传递到低温处，因此传热

4、是自然界和工程技术领域中极普遍的一种传递现象。1.2传热的基本方式（1）热传导（又称导热）物体各部分之间不发生相对位移，仅借分子、原子和自由电子等微观粒子的热运动而引起的热量传递称为热传导。热传导的条件是系统两部分之间存在温度差。（2）热对流（简称对流）流体各部分之间发生相对位移所引起的热传递过程称为热对流。热对流仅发生在流体中，产生原因有二：一是因流体中各处温度不同而引起密度的差别，使流体质点产生相对位移的自然对流；二是因泵或搅拌等外力所致的质点强制运动的强制对流。此外，流体流过固体表面时发生的对流和热传导联合作用的传热过程，即是热由流体传到固体表面（或反之）的过程，通常称为对流传热

5、。（3）热辐射因热的原因而产生的电磁波在空间的传递称为热辐射。热辐射的特点是：不仅有能量的传递，而且还有能量的转移。1.3管壳式换热器的简介管壳式换热器是目前应用最为广泛的一种换热器。它包括:固定管板式换热器、U 型管壳式换热器、带膨胀节式换热器、浮头式换热器、分段式换热器、套管式换热器等。15管壳式换热器由管箱、壳体、管束等主要元件构成。管束是管壳式换热器的核心，其中换热管作为导热元件，决定换热器的热力性能。另一个对换热器热力性能有较大影响的基本元件是折流板（或折流杆）。管箱和壳体主要决定管壳式换热器的承压能力及操作运行的安全可靠性。（1）工作原理：管壳式换热器和螺旋板式换热器、板式

6、换热器一样属于间壁式换热器，其换热管内构成的流体通道称为管程，换热管外构成的流体通道称为壳程。管程和壳程分别通过两不同温度的流体时，温度较高的流体通过换热管壁将热量传递给温度较低的流体，温度较高的流体被冷却，温度较低的流体被加热，进而实现两流体换热工艺目的。（2）主要技术特性：一般管壳式换热器与其它类型的换热器比较有以下主要技术特性：①、耐高温高压，坚固可靠耐用；②、制造应用历史悠久，制造工艺及操作维检技术成熟；③、选材广泛，适用范围大。2换热器设计2.1流体流动途径的确定本换热器处理的是两流体均不发生相变的传热过程，且均不易结垢，根据流体的情况，故选择热水走换热器的管程，循环水走壳程

7、。2.2定性温度、物性数据，选择换热器型式冷却介质为循环水，取入口温度为：30℃，出口温度为：40℃15热水的定性温度：℃循环水的定性温度：℃两流体的温差：℃由于两流体的温差不大于50℃，故选用固定管板式列管换热器查《换热器设计手册》——（美）沙拉塞库利克著程林译机械工业出版社0.417=0.417mPa·s热水0.767=0.727mPa·s循环水4.188KJ/(㎏·oC)热水4.180KJ/(㎏·oC)循环水=0.575W/(m·oC)热