换热器计算说明书.doc

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1、大学《热交换器原理与设计》课程设计说明书题目：乙醇管壳式换热器设计权学号42131220专业能源与动力工程（热能）指导教师黄海珍淳2016年10目录第1章设计任务书3第2章计算过程表格4第3章传热管布置排列草图123.1管路安排123.2流型安排12第4章总结14第5章参考文献14第一章设计任务书题目17对固定管板的乙醇管壳式换热器进行传热计算、结构计算、和阻力计算。在该换热器中，要求：乙醇进出口温度为25°C、45°C乙醇流量：2.5kg/s热水的进出口水温为55°C、50°C乙醇和热水的工作表压力均为0.3MPa。具体要求：1、设计任务说明本次课程设计是一次虚拟设计，主要目的是为了完成

2、一次完整的换热器热力计算和流阻计算。学生应根据给定的课程设计题目，在指定的设计时间独立完成全部设计任务，并提交换热器结构总图A0图纸一，设计计算说明书1份。2、设计要求（1）计算说明书要求计算说明书应包含完整的传热计算及流阻计算，参数选取及结构设计合理，计算正确，并附上结构简图。热力计算建议采用电子表格计算。计算说明书容依次为：封面，目录，主要符号说明，设计说明书，设计方案介绍，热力计算及流阻计算表，主要结构尺寸及计算结果汇总表，总结，参考文献。（2）图纸绘制要求图纸绘制需符合机械制图规，手绘或机绘人选。手绘图至少需要两个视图表达换热器结构，机绘需用三维图形软件绘制，并投影二维结构图，同时

3、提交三维电子版及二维打印版图纸文件。要求图面结构参数及计算说明书相符。第二章计算过程表格表1.1计算表格项目符号单位计算公式或数据来源数值备注原始数据1水的进口温度t1’℃由题意552水的出口温度t1’’℃由题意503乙醇的进口温度t2’℃由题意254乙醇的出口温度t2’’℃由题意455水的工作表压力P1由题意0.36乙醇的工作表压力P2由题意0.37乙醇流量M2Kg/s由题意2.5流体的物性参数8水的定性温度tm1℃（t1’+t1’’）/252.59水的比热Cp1KJ/(kg*℃)查物性表4.17410水的密度ρ1Kg/m3差物性表988.111水的黏度μ1Kg/(m*s)查物性表549

4、.4*10-612水的导热系数λ1W/(m*℃)查物性表64.8*10-213水的普兰德数Pr1查物性表3.5414乙醇定性温度tm2℃(t2’+t2’’)/23515乙醇比热CP2KJ/(kg*℃)查物性表2.74216乙醇密度ρ2Kg/m3查物性表756.6517乙醇导热系数λ2W/(m*℃)查物性表0.2418乙醇黏度μ2Kg/(m*s)查物性表630*10-619乙醇普兰德数Pr2查物性表7.2传热量及平均温差20热损失系数ηL取用0.9821传热量QKWQ=M2cp2(t2’’-t2’)134.35822热水量M1Kg/sM1=Q/ηLcp1（t1’-t1’’）16.3723逆流

5、时的对数平均温差Δtlm,c℃17.3824参数P及RPRP=t2’’-t2’/t1’-t2’R=t1’-t1’/t2’’-t2’0.331.525温差修正系数ψ0.926有效平均温差Δtm℃15.55估算传热面积及传热面结构27初选传热系数K’W/(m2*℃)查参考资料400以外径为准28估算传热面积F‘m2F’=Q/K’Δtm21.629管子材料及规格mm选用碳钢无缝钢管Φ25*2.530管程水的流速ω1m/s选用131管程所需流通截面Atm20.006532每程管数n根2133每程管长lm取标准长334管子排列方式选等边三角形35管中心距smm由表2.232管程计算壳程结构及壳程计算

6、36分程隔板槽处管中心距lEmm由表2.24437平行于流向的管距sPmm27.738垂直于流向的管距Snmm1639拉杆直径mm1640作草图41作图结果所得数据六边形层数管子数拉杆数传热面积管束中心至最外层管中心距离antF’’根根㎡m见表2.6，估计壳体直径在400~700mm之间由草图量得或算出64243.9270.11242管束外缘直径DLm0.24943壳体径DSm按GB151-1999规定，取标准直径0.261544长径比11.47合理45管程接管直径D1mm按钢管标准取值Φ89×446管程雷诺数Re135970.1547管程换热系数α1W/(m2.℃)5452.948折流板

7、形式选定弓形49折流板缺口高度hm取0.06650折流板的圆心角度12051折流板间距m0.2552折流板数目Nb块3000/250-11153折流板上管孔数个见草图3954折流板上管孔直径m由GB151-19990.025455通过折流板上管子数根见草图3756折流板缺口处管数根见草图957折流板直径m由GB151-1999规定0.259158折流板缺口面积m20.010559错流区管数占总管数的百分数0.6460缺口