列管换热器优化设计.doc

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1、列管换热器优化设计要求将某种物性和空气相近的加压气体由90℃冷却到40℃。已知气体的流率为3kg/s，以进口温度为20℃的冷却水作为冷却介质，试根据下述条件设计一列管换热器。1．换热流程和有关规定（1）冷却水走壳程，壳程装有弓形折流板；（2）气体走管程，气体压力取为106Pa；（3）管子外径mm，内径mm，管子中心距mm，等边三角形排列；（4）气侧污垢热阻m2·℃/kW，水侧污垢热阻m2·℃/kW，管壁导热系数kW/（m·℃）。2．经济参数（1）拟用浮头式换热器，换热器的回归系数分别为、，换热器的压力校正系数、材

2、质校正系数；（2）换热器的使用年限为8年，相应的年折旧率；（3）冷却水费用（不包括动力费）为元/kg，电费为0.5元/（kW·h）；（4）换热器年工作时间为7200h/a。3．流体的物性数据（1）根据气体的定性温度℃，查得空气（因为该气体物性与空气相近）的kW/（m·℃），kJ/(kg·℃),Pa·s，根据气体的定性温度和压力可确定kg/m3；（2）水的出口温度在优化计算过程是变化的，因而水的定性温度也是不断变化的。编程时可根据水的定性温度按以下各式求水的物性：式中——水的定性温度，,℃；——水的密度，kg/m3

3、；——水的比热，kJ/(kg·℃)；——水的导热系数，kW/（m·℃）；——水的粘度，Pa·s。根据优化设计的数学模型，采用复合形法求解。分别按单管程(逆流换热)和双管程（1-2折流换热）两种情况进行优化设计。