多壳程列管式换热器的设计方案

《多壳程列管式换热器的设计方案》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、多壳程列管式换热器的设计方案一、符号说明：二、1.1物理量（英文字母）Cp定压比热容，KJ/(kg.°C)n管数Qm热容量流率比N程数d管径,mP压强,PaD换热器壳径,mq热通量,W/m²f摩擦系数Q传热速率或热负荷,WF系数r汽化热或冷凝热KJ/kgg重力加速度,m/s²R热阻，m².ºC/WB挡板间距S传热面积，m²K总传热系数,W/(m².ºC)T流体温度，ºCI长度,mt流体温度，ºCL长度,mv流速m/s1.2物理量（希腊字母）α对流传热系数,W/(m².ºC)µ黏度，Pa.sλ导热系数,W/(m².ºC)密度,kg/m³ε传热系数

2、ψ校正系数15二、设计目的通过课程设计进一步巩固本课程所学的内容，培养学生运用所学理论知识进行化工单元过程设计的初步能力，使所学知识系统化。通过本次设计，应了解设计的内容、方法及步骤，使学生有调研技术资料，自行确定设计方案，进行设计计算，并绘制设备条件图、编写设计说明书的能力。三、参数与条件设置：3.1已知参数：（1）热流体（柴油）：T1=180℃，T2=130℃，Wh=36000kg/h；（2）冷流体（油品）：t1=60℃，t2=110℃，压力0.4MPa；3.2设计条件：（1）壳程数：2；（2）压力降△p<10~100kPa（液体）；1~1

3、0kPa（气体）；雷诺数Re<5000~20000（液体）；10000~100000（气体）；（3）流动空间管材尺寸：Φ19mm×2mm、Φ25mm×2mm、Φ25mm×2.5mm；（4）管内流速，自选；（5）传热管排列方式：正三角形排列、正方形排列、正方形错列；（6）传热面积裕量S：10~25%；（7）传热管长L，3、4.5、6、9、12m；（8）折流挡板切口高度与直径之比：0.20、0.30；15（9）管壁内外污垢热阻，自选，Rsi=5.1590×10-4，Rso=3.4394×10-4m².°C/W；四、设计计算4.1确定设计方案4.1.

4、1选择换热器的类型：两流体温度的变化情况，热流体进口温度为180℃，出口温度130℃。冷流体（原油）进口温度为60℃，出口温度110℃。该换热器用有油品进行冷却，内部用油品（煤油、汽油、石脑油），冬季操作温度会降低，考虑到这一因素，估计该换热器的管壁温与壳体壁温相差较大，因此确定用浮头式列管式换热器。4.2确定物性数据4.2.1可取流体进口温度的平均值。管程柴油的定性温度T==155°C壳程油品的定性温度t==85°C由于浮头式换热器拆卸比较简单，应使冷却油柴油走壳程，原油走管程。柴油在155℃时的物性数据如下：密度ρ0=715kg/m³定压比

5、热容Cp0=2.48KJ/(kg.°C)导热系数λ0=0.113W/(m².ºC)粘度µo=0.00064Pa.s原油在85℃时的物性数据如下：密度ρi=815kg/m³15定压比热容Cpi=2.22KJ/(kg.°C)导热系数λi=0.128W/(m².ºC)粘度µi=0.003Pa.sT1=180℃,T2=130℃,t1=60℃,t2=110℃5.3计算总传热系数：5.3.1热流量：=5.3.2平均传热温差：因为，5.3.3冷却油用量：5.3.4总传热系数：管程传热系数壳程传热系数假设壳程的传热系αo=290W/(m².ºC)15污垢热阻R

6、si=5.1590×10-4m².°C/WRso=3.4394×10-4m².°C/W管壁的导热系数λ=45W/(m².ºC)5.4计算传热面积考虑15%的面积裕度，5.5工艺结构尺寸5.5.1管径和管内流速选用φ25×2.5传热管（碳钢），取管内流速ui=0.5m/s表5-1换热器常用流速的范围流速介质循环水新鲜水一般液体易结垢液体低粘度油高粘度油气体管程流速1.0-2.00.8-1.50.5-3.0>1.00.8-1.80.5-1.55-30壳程流速0.5-1.50.5-1.50.2-1.5>0.50.4-1.00.3-0.82-15155

7、.5.2管程数和传热管根据传热管内径和流速确定单程传热管数(根)按照单程管计算，所需的传热管长度为=，S=41.448,因壳程=2，管程=1,所以按单程管设计，传热管过长，则采用多管程结构。现在传热管长L=6m，则该换热管程数为(根）表5-2设计方案中选取的4种管程的管程布置程数流动顺序管箱隔板介质返回侧隔板5.5.3平均传热温差校正及壳程数平均传热温差校正系数，又因为壳程=215按照多壳程，单管程结构，温差校正应查有关图表。但R=1的点在图上难以读出，由《化工原理》上册页查图4－19可得:平均传热温差图壳程摩擦系数f与Re的关系5.5.4传热

8、管排列和分程方法采用组合排列法，即15每程内均按正三角形排列，隔板两侧采用正方形排列。去管心距t=1.25d0,则横过管束中心线的管数5.5.5壳体内