【精品】刘侃论文3

《【精品】刘侃论文3》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、引言工业上的换热方式有三种形式，分别是直接混合式，蓄热式，间壁式直接接触式是把冷，热流体直接接触，混合过程中传热，像凉水塔，喷洒式冷却塔，混合式冷凝器。结构简单，传热效果好，但是只适用于两股流体可以直接接触的场所，适用范围小。蓄热式优点：结构较简单，耐高温。缺点：设备体积大，有一定程度的混合。冷热两种流体被固体壁而隔开，热时，热量从高温流体传给壁而，壁而再传给冷流体。这种方法适用于冷，热两种流体不允许直接接触的场合，在化工厂里，冷热两种流体多数不能直接接触，因此间壁式换热是应用最广泛的换热方法。换热器是化学工业、石油工业及其它一些行业屮广泛使用的热量交换设备，它不仅可以单独作为加热器、冷却

2、器等使用而月•是一些化工单元操作的重要附属设备,它在化工生产中具有重要的地位。管式换热器具有结构较简单，工制造比较容易，结构坚固，性能可靠，适应面广泛等突出优点，因此被广泛应用于化工生产中，特别是列管换热器在现阶段的化工生产屮应用最为广泛，而口设计资料和数据较为完善，技术上比较成熟。列管换热器在化工生产种主要作为加热｛冷却｝器、冷凝器、蒸发器和再沸器适用。在这些不同的传热过程中，些为无相变化传热，有些为有相变化传热，它们具有不同的传热机理，遵循不同的流体力学和传热学规律，因此在设计方法上存在一些差别。一设计内容1.1概述处理能力：0万吨/年，备形式：列管式，操作条件：煤油入口温度140摄氏

3、度,出口温度40摄氏度，冷却介质：循环水入口温度20摄氏度，出口温度40摄氏度，允许压降：不大于0.1兆帕。1.2设计方案的选择冷却水走管程，煤油走壳程1.3确定物性数据冷却水定性温度30°C煤油泄性温度90°C密度门=995.7Kg/m3密度p、=825Kg/m3冷却水平均热容cp2=4.174kJ/(kg-°C煤油平均热容c/?I=2.22kJ/kg-°C导热系数22=0.6176w/(m•°C)导热系数人=0.14w/(m•°C)水的粘度心=8.007X10_4Pa•s煤油粘度血=7.05X104Pa•s1.4设计计算1.4.1估算传热面积(1)热负荷Q1=iv/f-T2)=2525

4、2X2220X(140-40)/3600=1557.206kw(2)平均传热温差人At1—A，7M=in如==49.69°CAt2Ffrjp=t2-t

5、/T

6、-t

7、=0.167R=Tj-T2/t2-t

8、=5查图得温度差矫正系数=0.82所以Atm=0.82X49.69=40.75°C(3)初选换热器型号假设K=350W/(m-°C)故A=Q/K-Atm7206/350X40.75=109m21.5工艺尺寸结构1・5丄管径和流速025X2.5较高级冷拔传热管(碳钢)。取管内流速Ui=0.5m/s1.5.2计算单程管传热管长度:ns=^-=36根7ld^u传热管长度：L二上I二38米按单程管设

9、计，传热管过长，宜采用多管程结构，现取管长l=7m,则该换热器的管程数为：Np=L/l=38/7«6(管程)传热管总根数：Nt=36x6=2161・5・3方法采用组合排列法，既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=l.25d0=l.25x25«32mm1・5・4•壳体内径采用各管程结构，壳体内径可估算。取管板利用率77=0.7,则壳体内径为：D=612mm,取D=600mm1・5・5•壳程取接管内流体流速为u]=1.6m/s则接管内径D】=J—=0.08米管程：取接管内流体流速u2=1.5m/s则接管内径D2=0.12米1・5・6•折流板则切去的圆缺高采用弓形折流板，

10、取弓形折流板圆缺高度为売体内径的度为：h=0.25x600=150mm折流板间距:折流板数：B二150mmNr=传热管长折流板间距-1=371.6核算压强降1.6.1管程压强降APr=(APz+APr)NsFsNs=l.4Np=6w2管程流通面积Ai=Vs/us=67153/995.7X3600X0.5=0.037m2Rei=diUipjb=2435(湍流)设管壁粗糙度£=0」mrn,^/di=0.005m杏图得=0.0352APz=Z—^=1307Pa'心2APr=£±2=373Pa2APr=(AP/+APr)NsFs=14112Pa1.6.2壳程压强降APs=(APo+NPi'FsN

11、sNs=lFs二L152APo二FfoN八.(Np+1)M管子为转角45度正方形，F=0.4Nc=18取折流挡板间距h=0.15米NB=L/h-l=39壳程流通面积Ao=h(D-Ncdo)=0.0225m2uo=25252/3600X825X0.0225=0.38m/sRe。二dou0门/〃严11117>500Fo=0.742Po=FfoN%(Nb+1)M二12694Pa22Pi=Nb(3.5-—)^=6969PabD