浮頭式換熱器課程設(shè)計(jì)10頁(yè)

1、目錄一 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)2二 設(shè)計(jì)計(jì)算22.1確定設(shè)計(jì)方案22.11 選擇換熱器類(lèi)型22.12 管程安排22.2 確定物性數(shù)據(jù)22.3 估計(jì)傳熱面積32.31 熱流量 （忽略熱損失）32.32 冷卻水的用量32.33 平均傳熱溫差32.34 初算傳熱面積42.4 工藝結(jié)構(gòu)尺寸42.41 管徑和管內(nèi)流速42.42 管程數(shù)和傳熱管數(shù)42.44 傳熱管排列和分程方法52.45 殼體直徑52.46 折流板52.47 接管62.5 換熱器核算62.51 傳熱面積校核62.52 換熱器內(nèi)壓降的核算8三 設(shè)計(jì)結(jié)果匯總表及圖9 一 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)某生產(chǎn)過(guò)程中，需將6000kg/h的原油從175冷卻至130，壓力為0.4

2、MPa；冷卻介質(zhì)采用循環(huán)水，循環(huán)冷卻水的壓力為0.3MPa，循環(huán)水進(jìn)口溫度25，出口溫度為55。試設(shè)計(jì)一臺(tái)列管式換熱器，完成該生產(chǎn)任務(wù)。二 設(shè)計(jì)計(jì)算2.1確定設(shè)計(jì)方案2.11 選擇換熱器類(lèi)型 兩流體的溫度變化情況:原油進(jìn)口溫度175，出口溫度130；循環(huán)冷卻水進(jìn)口溫度25，出口溫度55。考慮到換熱器的管壁溫度和殼體溫度之差較大，因此初步確定選用浮頭式換熱器。2.12 管程安排由于循環(huán)冷卻水較易結(jié)垢，若其流速太低，將會(huì)加速污垢增長(zhǎng)速度，使換熱器的熱流量下降，故總體考慮，應(yīng)使循環(huán)冷卻水走管程，原油走殼程。2.2 確定物性數(shù)據(jù) 定性溫度：對(duì)于一般氣體和水等低黏度流體，其定性溫度可取流體進(jìn)出口溫度的平

3、均值。故 殼程原油的定性溫度為： 管程循環(huán)冷卻水的定性溫度為： 已知原油在定性溫度下的有關(guān)物性數(shù)據(jù)如下：密度 820kg/m導(dǎo)熱系數(shù)0.128W/m定壓比熱容 2.20kJ/kg粘度 0.665mPas循環(huán)冷卻水在40下的物性數(shù)據(jù)如下：密度 992.2kg/m 導(dǎo)熱系數(shù) 0.634W/m定壓比熱容 4.1744KJ/kg粘度 0.656mPas2.3 估計(jì)傳熱面積 2.31 熱流量 （忽略熱損失） 2.32 冷卻水的用量 2.33 平均傳熱溫差 先按照純逆流計(jì)算得： 2.34 初算傳熱面積 由總傳熱系數(shù)的選擇表可得：K的取值范圍為290 698，在K的取值范圍內(nèi)，取K=320。則估算的傳熱面積

4、為：2.4 工藝結(jié)構(gòu)尺寸 2.41 管徑和管內(nèi)流速 選用較高級(jí)冷拔傳熱管（碳鋼），取管內(nèi)流速 2.42 管程數(shù)和傳熱管數(shù) 可依據(jù)傳熱管內(nèi)徑和流速確定單程傳熱管數(shù) 按單程管計(jì)算所需的傳熱管長(zhǎng)度為 按單程管設(shè)計(jì)，傳熱管較長(zhǎng)，宜采用多管程結(jié)構(gòu)，根據(jù)本設(shè)計(jì)實(shí)際情況，可取傳熱管管長(zhǎng)L=1.5m，則該換熱器的管程數(shù)為：傳熱管總根數(shù) 2.43 平均傳熱溫差校正及殼程數(shù)平均溫差校正系數(shù)計(jì)算如下：按單殼程溫差校正系數(shù)應(yīng)查有關(guān)圖表，可得：平均傳熱溫差 由于平均傳熱溫差校正系數(shù)大于0.8，故取單殼程合適。2.44 傳熱管排列和分程方法采用組合排列法，即每程內(nèi)均按正三角形排列，隔板兩側(cè)采用正方形排列。取管心距 ；mm

5、隔板中心到離其最近一排管中心距離按式計(jì)算：2.45 殼體直徑采用多管程結(jié)構(gòu)，殼體直徑可按式估算，取管板利用率，則殼體直徑為圓整可取。此時(shí) 符合要求。2.46 折流板 采用弓形折流板，取弓形折流板圓缺高度為殼體內(nèi)徑的25%，則切去的圓缺高度為 取h=100mm。 取折流板間距 則： 可取B=150mm折流擋板數(shù)2.47 接管殼程流體進(jìn)出口接管：取接管內(nèi)原油流速為，則接管內(nèi)徑為：圓整后可取管徑為60mm。管程流體進(jìn)出口接管：取接管內(nèi)循環(huán)水流速，則接管內(nèi)徑為：圓整后取管徑為60mm。2.5 換熱器核算 2.51 傳熱面積校核 （1）管程對(duì)流傳熱系數(shù)，按式計(jì)算： 管程流通截面積：管程流體流速和雷諾數(shù)分

6、別為：普蘭特準(zhǔn)數(shù)： （2） 殼程對(duì)流傳熱系數(shù)，對(duì)于圓缺形折流板，可采用克恩公式： 當(dāng)量直徑由正三角形排列得：殼程流通截面積：殼程流體流速及其雷諾數(shù)分別為：粘度校正（3） 污垢熱阻和管壁熱阻（管壁內(nèi)側(cè)）=0.00035（管壁外徑）=0.0003已知管壁厚度b=0.0025m碳鋼在該條件下的熱導(dǎo)率為：（4） 總傳熱系數(shù)K （5） 傳熱面積校核，依式可得所計(jì)算傳熱系數(shù)面積為： 該換熱器的實(shí)際傳熱面積：該換熱器的面積裕度為：傳熱面積裕度適合，該換熱器能夠完成生產(chǎn)任務(wù)。2.52 換熱器內(nèi)壓降的核算（1） 管程阻力由，傳熱管相對(duì)粗糙度，查莫狄圖得。流速：管程流動(dòng)阻力在允許范圍內(nèi)。（2） 殼程阻力F=0.5 為折流擋板數(shù)，=9 總阻力殼程流體也比較適宜。三 設(shè)計(jì)結(jié)果匯總表及圖 換熱器形式：浮頭式管口表傳熱面積（）：5符號(hào)尺寸用途工藝參數(shù)a名稱(chēng)管程殼程b物料名稱(chēng)循環(huán)水原油c操作壓強(qiáng)，0.30.4d操作溫度，25/55175/130e流量，kg/h4743.26000f流體密度，992.2820流速，0.470