管壳式换热器设计范例.pdf

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1、换热器课程设计设计任务设计题目：管壳式油冷却器设计任务：润滑油处理量：16Kg/s润滑油入口温度：90℃润滑油出口温度：45℃冷却水流量：40Kg/s冷却水入口温度：28℃冷却水工作压力：P=0.1Mpa（表压）允许最大压力降：油侧<0.08Mpa水侧<0.06Mpa设计内容：热力计算，阻力计算以及应力计算校核。图纸要求：（1）装配图一张；（2）管板零件图一张1、选型：由于介质无腐蚀，无特殊工艺和结构要求，故可以选用通用易得，便宜的固定管板式管壳换热器，根据管、壳壁温是否超过30～50°C，再决

2、定是否采用膨胀节。2、两种介质谁在管内由于二流体温差小，而由于水的结垢性强，工作压力较高故使其在管程流动；而润滑较洁净，所以其在壳程流动。1—12换热器课程设计3、热力计算热力计算表序号计算项目符号单位计算公式或图表数值备注冷却水进口温＇1度t２℃给定28冷却水出口温”2度t2℃先假定再校核40/37.93/37.93冷却水工作压3力p２bar给定1冷却水允许压表压力4降[p２]bar给定0.65冷却水流量G2Kg/s给定40原始数据润滑油进口温6度t＇１℃给定90润滑油出口温”7度t1℃给定4

3、58润滑油流量G1kg/s给定16润滑油允许压9降[p1]bar给定0.810水的定性温度t2℃（t’2+t”2）/234/32.965出入口温差不大kJ/kg11水的比热cp2℃查物性表4.174/4.174润滑油的定性物性参数计12温度t1℃t”1+Fc（t＇１-t”1）=45+0.3（90-45）58.52—12换热器课程设计kJ/kg13润滑油的比热cp1℃查物性表2.25614换热器效率η—取用0.9815校核t”2——ηG1c1（t＇１-t”1）=G2c2（t”2-t＇２）—316水

4、的密度ρ2kg/m查物性表994.717水的导热系数k2W/m℃查物性表0.623-618水的粘度μ2Pa.s查物性表754.0×1019水的柏朗特数pr2—查物性表5.09320润滑油的密度ρ1kg/m查物性表852.2润滑油的导热21系数k1W/m℃查物性表0.136-622润滑油的粘度ν1查物性表19.1×10润滑油的柏朗23特数pr1—查物性表230计算ηG1c1（t＇１-t＂1）×1000=0.98×16×2.256×传热量24设计传热量Q0W（90-45）×10001591833.6

5、（Δt大-Δt小）/ln（Δt大/Δt小）=[（90-37.93）25逆流平均温差Δtn°C-（45-28）]/ln[（90-37.93）/（45-28）]31.34有效平均温差26参数P—（t”2-t＇２）/（t＇１－t＇２）＝（37.93-28）/（90-28）0.163—12换热器课程设计27R—（t＇１－t”1）/（t”2-t＇２）=（90-45）/（37.93-28）4.5328温差校正系数φ—换热器设计手册图1-3-6（按照1－2型查取）0.9829有效平均温差Δtm°CφΔtn30

6、.71230试选传热系数K0W/m℃换热器设计手册附录2（P105~107）可参考350231初选传热面积F0mQ0/2K0Δtm=1591833.6/(2×250×30.71)103.6732管子外径d0m选φ25×2.5无缝钢管0.02533管子内径dimd0－(2×2.5/1000)0.0234管子长度lm取换热器管标准长度335总管子数NL—F0/πd0l=103.67/(3.14×0.025×3)=440.2442实际取用442根236管程流通截面a2m（NL/2）πdi/4=3.14

7、×442×0.02×0.02/80.0694按2管程计算管程换热系数37管程流速w2m/sG2/ρ2a2=40/（994.7×0.0694）0.579-638管程雷诺数Re2—ρ2w2di/μ2=994.7×0.579×0.02/754.0×10152770.80.23605（1+0.15t2）w2/（100di）=3605（1+0.0150.80.239管程换热系数h2W/m℃×32.965）×0.579/（100×0.02）3030.440管排列方式分程隔板，二侧正方形，其余正三角形组合排列

8、初始结构41管间距sm取1.25d=1.25×0.0250.032正三角形边长4—12换热器课程设计0.50.51.1NL=1.1×442=23.12管束中心处一（正方形排列：1.19N）L42排数管Nc—23管束外沿与壳一般在43体间距em取e=2d0=2×0.0250.0525~76mms（Nc-1）+4d0=0.032×（23-1）+4×0.025=0.80444壳体内径Dsm取用0.80.8合理，竖、卧布45长径比l/Ds—3/0.83.75置均可？弓形折流板弓无相变，采用通46高hm根