天然气压缩机后冷却器计算

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1、压缩机后冷却器换热计算一、天然气侧传热系数1.天然气组分：CH4：94.9796%，C2H6：2.1445%，C3H8：0.3146%，C4H10：0.0996%，C5H12：0.0323%，N2：0.2557%，CO2：2.1161%2.混合气体密度(标况)：0.7656kg/Nm33.混合气体动力黏度μa：1.34421*10-5Pa·s4.混合气体实际密度（工况）ρ：27.0399kg/m35.天然气流量Q:4000Nm3/h=3062kg/h;6.天然气进口温度T1：160℃；7.天然气出口温度T2：40℃；8.换热管直径d（外径）：Ф16X1.5；换热管根数：45根9

2、.压缩机出口即换热器进口天然气压力p：17kgf/cm2(绝压)10.天然气管内流速v：4000÷（ΠX0.0132÷4）÷45÷3600÷17=10.94m/s11.雷诺数Re：管内径16X流速v10.94X密度ρ27.0399÷动力黏度μa1.34421X10-5÷1000=35210712.273K时各组分导热系数W/m·KCH4：0.03024，C2H6：0.01861，C3H8：0.01512，C4H10：0.01349，C5H12：0.012，N2：0.02489，CO2：0.0137213.取燃气进出口温度平均值计算在该温度下的导热系数W/m·KCH4：0.038

3、66，C2H6：0.02451，C3H8：0.02005，C4H10：0.01829，C5H12：0.0162914.混合气体导热系数λ(W/m·K)0.03813715.普朗特数Pr:天然气比热2.2X1000X混合气体动力黏度1.34421X10-5÷混合气体导热系数λ0.038137=0.775416.努谢尔特准数Nu:0.027XRe0.8XPr1/3=67917.天然气侧传热系数h1:λ÷dXNu=0.038137÷0.013X679=1991W/m2·K二、冷却水侧传热系数1.冷却水进口温度t1:89.6Fo=32℃2.冷却水出口温度t2:105Fo=40.556℃

4、3.冷却水流量q:21000kg/h=21m3/h4.流体流过管间最大截面积As：折流板间距0.35X壳体直径0.25X（1-换热管外径0.016÷换热管中心距0.025）=0.0315m25.流体流速uo：21÷0.0315÷3600=0.185m/s6.壳程当量直径de：1.10X0.0252÷0.019-0.019=0.0172m7.水侧传热系数h2：0.36X0.62÷0.0172(0.0172X0.185X993.5÷720X106)0.55X51/3X(720÷300)-0.14=7483W/m2·K三、管壁传热1.采用不锈钢管的导热系数λm:16.3W/m·K2.

5、采用碳钢管的导热系数λm:52W/m·K四、总传热系数K不锈钢：K=1/（1/h1+管壁厚度0.0015/16.3+1/h2+管外污垢热阻0.000172+管内污垢热阻0.000174）=877.9W/m2·K五、换热面积1.对数平均温差:△t’=160-40.556=119.444△t”=40-32=8△tm=(119.444-8)/In(119.444/8)=41.22℃2.总换热量：水的总换热量=水的比热容4.174X（41.22-32）X21000/3600=224KW天然气总换热量=天然气比热容2.2X(160-40)X3062/3600=224KW采用不锈钢换热管时

6、换热面积=224X1000÷（41.22X877.9）=6.19m2换热管规格16X1.5，长度3米，共45根，实际换热面积为6.78m2满足设计要求