标准系列化管壳式换热器的设计计算步骤

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1、标准系列化管壳式换热器的设计计算步骤（1）了解换热流体的物理化学性质和腐蚀性能（2）计算传热量，并确定第二种流体的流量（3）确定流体进入的空间（4）计算流体的定性温度，确定流体的物性数据（5）计算有效平均温度差，一般先按逆流计算，然后再校核（6）选取经验传热系数（7）计算传热面积（8）查换热器标准系列，获収其基本参数（9）校核传热系数，包括管程、壳程对流给热系数的计算。假如核算的K与原选的经验值和差不大，就不再进行校核。若相差较大，则需重复（6）以下步骤（10）校核有效平均温度差（11）校核传热面积（12）计算流体流动阻力。若阻力超过允许值，则需调整设计。非标准

2、系列化列管式换热器的设计计算步骤（1）了解换热流体的物理化学性质和腐蚀性能（2）计算传热量，并确定第二种流体的流量（3）确定流体进入的空间（4）计算流体的定性温度，确定流体的物性数据（5）计算有效平均温度差，一般先按逆流计算，然后再校核（6）选取管径和管内流速（7）计算传热系数，包括管程和壳程的对流传热系数,由于壳程对流传热系数与壳径、管束等结构有关,因此，一般先假定一个壳程传热系数，以计算K,然后再校核（8）初估传热面积，考虑女全因素和初估性质，常采用实际传热面积为计算传热I何积值的1.15〜1.25倍（9）选取管长（10）计算管数（11）校核管内流速，确定管

3、程数（12）画出排管图，确定壳径和壳程扌半板形式及数量等（13）校核壳程对流传热系数（14）校核平均温度差（15）校核传热面积（16）计算流体流动阻力。若阻力超过允许值，则需调整设计。甲苯立式管壳式冷凝器的设计（标准系列）一、设计任务1.处理能力：2.376X104t/a正戊烷;2.设备形式：立式列管式冷凝器。二、操作条件1.正戊烷：冷凝温度51.7°C，冷凝液于饱和温度下离开冷凝器；2.冷却介质：为井水，流量70000kg/h,入口温度32°C；3.允许压降：不大于105Pa；4.每天按330天，每天按24小时连续运行。三、设计要求选择适宜的列管式换热器并进行

4、核算。附：止戊烷立式管壳式冷却器的设计——工艺计算书（标准系列）正戊烷立式管壳式冷凝器的设计——工艺计算书（标准系列）本设计的工艺计算如2此为一侧流体为恒温的列管式换热器的设计。1•确定流体流动空间冷却水走管程，止戊烷走壳程，有利于正戊烷的散热和冷凝。2.计算流体的定性温度，确定流体的物性数据止戊烷液体在处性温度（51.7°C）下的物性数据（查化工原理附录）p=596kg/m3,//=1.8xlO'4Pa-s,=2.34kJ/kg-°C,z=0.13W/m-°C,r=357.4kJ/kgo井水的定性温度：入口温度为人=32。（2,出口温度为叫2Cp2式中mvl=

5、2.376xlO4xl03/330x24=3000kg/h=0.833kg/s3000x357.470000x4.174+32=35.67°C井水的定性温度为tm=(32+35.67)/2=33.84°C两流体的温差Tm-tm=51.7-33.84=17.86°C<50°C,故选I古I定管板式换热器两流体在定性温度下的物性数据如卜"流体温度°C密度kg/m3粘度mPa•s比热容kJ/(kg・°C)导热系数W/(m・°C)正戊烷51.75960.182.340.13井水35.67993.70.7174.1740.6273.计算热负荷Q=mslr=0.833x357

6、.4=297.7kW4.计算有效平均温度差逆流温差Atm逆=（乎.7-32）卡1.7—35.67{=n.8°C心逆ln［（51.7-32）/（51.7-35.67）］1.选取经验传热系数K值根据管程走井水，売程走正戊烷，总传热系数K=470〜815W/n?・。（2,现暂取K=600W/n?・。（2。2.估算换热面积S=297.7x2=33.45卄KAtm逆500x17.83.初选换热器规格立式固定管板式换热器的规格如下公称直径D500mm公称换热面积S40m2管程数Np2管数n172管长L3.0m管子直径025x2.5mm管子排列方式正三侑形换热器的实际换热面积

7、=他d°(厶—0.1)=172x3.14x0.025(3-0.1)=39.16m2该换热器所要求的总传热系数_297.7x12~39.16x17.8=427.1W/m2-°C[72—X0.785X0.0202=0.027m22&核算总传热系数K“(1)计算管程对流传热系数％=2/993.7=19.44/993.7=0.0196mVS0.0196二=0.726m/s0.027P沪*二Z.4.174x103x0.717x10-3人卄==4.7/30.627故a,.=()X)23^Ae08Pr04=OX)23x^^x(2O123)a8(4.773)04=3736W/(

8、m2-°C)di0.02