课程设计——管壳式换热器设计.pdf

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1、管壳式换热器设计一、设计要求：设计一台管壳式热交换器用于水—水换热。热水温度为9ooo5C，流量为1200kg/h，出口水温为70C；冷水温度为20C，流量为3000kg/h。二、设计过程：结合题目要求，流量小、温度高、黏度小的热水走管程，流量大、温度低、黏度大的冷水走壳程，选用<1-2>型固定管板式换热器，具体设计计算表格如下。项目符号单位计算公式或数据来源数值原1热水进口温度?′℃由题意951始2热水出口温度?′′℃由题意701数3冷水进口温度?′℃由题意202据4热水流量?1Kg/h由题意12005冷水流量?2Kg/h由题意3

2、000流6冷水出口温度?′′℃?（?′−?′′）1200×（95−70）302′111?2+=20+体?23000的7热水定性温度??1℃?′+?′′（95+70）82.511=物22性8热水比热??1kJ/(kg∙℃)查物性表4.198参9热水密度?kg/?3查物性表970.171数510热水黏度?1Kg/(m∙s)查物性表345.05×10−611热水导热系数?1W/(m∙℃)查物性表0.675512热水的普朗特数??1查物性表2.14513冷水定性温度??2℃?′+?′′（20+30）2522=2214冷水比热??2kJ/(k

3、g∙℃)查物性表4.178515冷水密度?kg/?3查物性表996.95216冷水黏度?2Kg/(m∙s)查物性表902.75×10−617冷水导热系数?2W/(m∙℃)查物性表0.608518冷水的普朗特数??2查物性表6.2219热损失系数??取用0.98项目符号单位计算公式或数据来源数值传20传热量QKWQ=?1??1(?1′−?1′′)??34.28热1200=×4.198×(95−70)×0.98量3600及21逆流时的对数平均Δ?1?,?℃∆????−∆????75−4055.68=平温差∆????75????均∆???

4、?40温22参数P及RP?′′−?′30−200.13322=差?′−?′95−2012R?′−?′′95−702.511=?′′−?′30−202223温差修正系数ψ查图1.80.9924有效平均温差Δ??℃ψΔ?1?,?=0.99×55.6855.12估25初选传热系数?′W/查资料900(以算(?2∙℃)外径为传准)热26估算传热面积?′?2?34.28×1030.691?′==面?′Δ??900×55.12积27管子材料及规格mm选用碳钢无缝钢管,查GB/T8163-2008∅16及×3传28管程热水的流速?1m/s查附录F

5、选用1热29管程所需流通截面???2?112003.436×??==面积?1?13600×970.175×110−4结30每程管数n根4?4×3.436×10−45?n==构??2?×0.012?31每根管长lm?′0.6911.5l===1.375?，取标准长??????5×2×?×0.01632管子排列方式选等边三角形33管中心距smm由表2.32234分程隔板槽处管中??mm由表2.335心距35平行于流向的管距??mm??=????30°=22???30°19.0536垂直于流向的管距??mm??=????30°=22???

6、30°1137拉杆直径mm由2.1.5节1238做草图见草图39做图结果所得数据六边形层数a1管子数??根2×510项目符号单位计算公式或数据来源数值拉杆数根由表2.7，估计壳体直径在400mm以下4传热面积?′′?2??????=10×?×0.016×1.50.754管束中心到最外层m由草图计算或量得0.0427管中心距离估40管束外缘直径??m2×0.0427+2×0.0080.1014算41壳体内径??m??=??+2?30.118传?3=0.25?=4mm<8mm,故??热=0.1014+2×0.008=0.1174?=11

7、7.4??面<400??积按钢管标准取值,选∅127×4.5，则??=0.127−2×及0.0045传42长径比1.5/??=1.5/0.11812.7,合热理面结构管43管程接管直径?1mm21?11200程?1=1.13√=1.13√?1?13600×970.175×1计算=0.0210m=21.0mm按钢管标准GB/T8163-2008取值，选∅25×2，即?2=25−2×2=21??44管程雷诺数??1?1?1??970.175×1×0.0128117=?1345.05×10−645管程换热系数?1W/?10.80.4764

8、0.12×0.023??1??1(?∙℃)??0.6755=×0.023×281170.8×2.1450.40.01壳46折流板形式选定弓形程47折流板缺口高度hm取h=0.25??=0.25×0.1180.0295结48折流板的圆心