传热――任务七(化工原理)课件.ppt

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1、任务七列管换热器选用设计一、训练目标二、训练要领三、列管换热器的工艺设计与选用一、训练目标1、学会从资料、手册中查找有关的计算公式和数据；2、学习确定和评价换热器单元操作工艺流程及保证过程实现的措施；3、进行一系列的换热器单元过程的计算，并通过准确、严密的分析、论证，表达出自己的设计思想；4、能根据工艺计算的结果确定换热器结构尺寸及进行有关附属设备的选型；5、能根据自己对设备的安排和计算结果，对设备内所进行的过程进行流体力学条件的校核；6、能从理论上的正确性、技术上的可能性和经济上的合理性等方面对设计结果进行可行性和先进性的评价；7、学习绘制工艺流程图、设备的工艺条

2、件图及简单设备的结构图；8、学习编制设计说明书。二、训练要领1、流程的选择与确定；2、物性数据的搜集与整理；3、热负荷的计算；4、平均温度差的计算；5、传热总系数的计算；6、给热系数α的计算；7、传热面积的确定；8、主要工艺尺寸的确定；9、流体力学的计算；10、主要辅助设备（进料泵）及管路的选用计算；11、绘制有关图纸；12、编写设计说明书。三、列管换热器的工艺设计与选用1、列管换热器的型号与规格例:G600Ⅱ—1.6—55表示,公称直径600mm、公称换热面积55m2、公称压力1.6Mpa双管程固定管板式换热器。2、选型设计时应考虑的问题（1）流动通道的选择（2）

3、流速的选择（3）流体两端温度和温度差的确定（4）列管换热器类型的选择（5）管子规格与排列方式的选择（6）流体通过换热器的流动阻力计算①不洁净或易结垢流体宜走便于清洗的一侧.如固定管板式换热器应走管程,U形管换热器应走壳程。②腐蚀性流体宜走管程,以免管子和壳体同时被腐蚀。③压力高流体宜走管程,以免壳体受压。④被冷却流体宜走壳程,便于散热。⑤饱和蒸汽走壳程,便于及时排除冷凝水。⑥有毒流体走管程,以减少泄漏量。⑦黏度大液体或流量小流体宜走壳程,以提高传热效果。⑧两流体温差较大时,α大的流体走壳程,以减小管子和壳体的温差,减小热应力。见表2-13和2-14①管子规格包括管径

4、和管长。列管换热器标准中只采用Φ25mm×2.5mm(或Φ25mm×2.0mm）和Φ19mm×2.0mm两种管子规格。对洁净流体可选择小管径，对不洁净或易结垢流体可选大管径。②管子在管板上常用排列方式有正三角形和正方形两种。系列标准中，固定管板式换热器采用正三角形排列，U形管式和浮头式换热器Φ19mm×2.0mm管子按正三角形排列，Φ25mm×2.5mm管子多按正方形错列。③Φ19管子，t取25.4mm；Φ25管子，t取32mm。①管程流动阻力压降△pi②壳程流动阻力压降△po①热、冷流体温差在50℃以内，不需热补偿，可选用结构简单、价格低廉且易清洗的固定管板式换热

5、器。②热、冷流体温差超过50℃，需考虑热补偿：若管程流体较清结，选用价格相对便宜的U形管换热器，否则选用浮头式换热器。①若换热器中两侧均为工艺物料,一般两端温差不易小于20℃.若选定热源或冷源时,一般低温端温差不应小于5℃;高温端温差不应小于20℃,平均温差不小于10℃。②冷却水的出口温度不应高于50~60℃,以免大量结垢。Δp1—直管阻力引起的压力降，Pa；Δp2—局部阻力引起的压力降，Pa；Ft—结垢校正系数，对ф25×2.5mm的管子Ft=1.4；对ф19×2.0mm的管子Ft=1.5;Ns—串联的壳程数；NP—每壳程的管程数。管程流动阻力压降Δpi：Δp1可

6、按直管阻力计算式进行计算Δp2由下面经验式估算壳程流动阻力压降ΔpoF—管子排列方式对压力降的校正系数，对正三角形排列F=0.5；正方形直列F=0.3;正方形错列F=0.4。f0—流体的摩擦系数，nc—通过管束中心线上的管子数；NB—折流挡板数；流体流过折流挡板缺口的压力降，PaFS—壳程结垢校正系数，对液体FS=1.15；对气体或蒸汽FS=1。流体流过管束的压力降，Pah—折流挡板间距，m；D—外壳直径，m；uo—按壳程最大流通截面积Ao计算的流速3、选型设计的步骤（1）根据设计任务确定基本数据。（2）确定流体在换热器内的流动通道。（3）确定并计算热负荷。（4）先

7、按单壳程偶数管程计算平均温度差，根据温度差校正系数ψ不小于0.8的原则，确定壳程数或调整冷却剂（或加热剂）的出口温度。（5）根据两流体的温度差和设计要求，确定换热器的形式。（6）选取总传热系数，根据传热基本方程初算传热面积，以此选定换热器的型号或确定换热器的基本尺寸，并确定其实际换热面积，计算在S实下所需的传热系数K需。（7）核算管程与壳程压降。根据初定设备的情况，检查计算结果是否合理或满足工艺要求。（8）核算总传热系数。若K实/K需在1.1~1.25之间则认为合理，否则需另选换热器，重复上述计算步骤，直至符合要求。例2-12某化工厂需要将50m3/h液体苯从8