列管式換熱器的計算

1、.四、列管式換熱器的工藝計算4.1、確定物性參數(shù)：定性溫度：可取流體進口溫度的平均值殼程油的定性溫度為T=(140+40)/2=90管程流體的定性溫度為t=(30+40)/2=35根據(jù)定性溫度，分別查取殼程和管程流體的有關(guān)物性數(shù)據(jù)煤油在定性溫度下的物性數(shù)據(jù)：o=825kg/m3o=7.1510-4PaScpo=2.22KJ/(Kg)o=0.14W/(m)循環(huán)冷卻水在35下的物性數(shù)據(jù)：i=994kg/m3Cpi=4.08KJ/(kg.)i=0.626W/(m.)i=0.000725Pa.s4.2、計算總傳熱系數(shù)：4.2.1、熱流量mo=（15.8104）103/(30024)=21944Kg/h

2、Qo=mocpoto=219442.22(140-40)=4.87106KJ/h=1353KW4.2.1.2、平均傳熱溫差4.2.1.3、冷卻水用量Wi=Qo/Cpit=4.87106/(4.08(40-30)=119362 Kg/h4.2.2、總傳熱系數(shù)K =0.023 =4759W/(.殼程傳熱系數(shù)：假設殼程的傳熱系數(shù)污垢熱阻管壁的導熱系數(shù) =45W/m.則總傳熱系數(shù)K為：4.3、計算傳熱面積S=Q/(Kt)= (1353103)/(31039)=111.9m2 考慮15%的面積裕度，S=1.15S=128.7 m24.4、工藝結(jié)構(gòu)尺寸4.4.1、管徑和管內(nèi)流速選用252.5傳熱管（碳鋼）

3、，取管內(nèi)流速i=1m/s4.4.2、管程數(shù)和傳熱管數(shù)依據(jù)傳熱管內(nèi)徑和流速確定單程傳熱管數(shù)=(119362/(9943600) 0.7850.0221=106.2107根按單程管計算，所需的傳熱管長度為=128.7/(3.140.025107)=15.32m按單程管設計，傳熱管過長，宜采用多管程結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)取傳熱管長L=6m,則該換熱管程數(shù)為 =15.32/6=2.63管程傳熱管總根數(shù)N=1073=321根4.4.3、平均傳熱溫差校正及殼程數(shù)平均傳熱溫差校正系數(shù)按單殼程，雙管程結(jié)構(gòu)，溫差校正系數(shù)應查有關(guān)圖表。但R=10的點在圖上難以讀出，因而相應以1/R代替R，PR代替P，查同一直線，可得4.4.4

4、、傳熱管排列和分程方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t=1.25do,則t=1.2525=31.2532(mm)橫過管束中心線的管數(shù) =1.19=22根采用多管程結(jié)構(gòu)，取管板利用率=0.7，則殼體內(nèi)徑為=1.05=723mm圓整可取D=800mm4.4.5、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h=0.25800=200(mm)故可取h=200(mm)取折流板間距B=0.3D，則B=0.3800=240(mm),可取B為250mm。折流板數(shù) =6000/250-1=23塊折流板圓缺面水平裝配。4.4.6、

5、接管殼程流體進出口接管：取接管內(nèi)油品流速為u=1.0m/s，則接管內(nèi)徑為=)=0.097m取管內(nèi)徑為100mm管程流體進出口接管：取接管內(nèi)循環(huán)水流速u=1.5m/s則接管內(nèi)徑為d2=0.17m取標準管徑為170mm4.5、換熱器核算4.5.1、熱量核算：殼程對流傳熱系數(shù) 對圓缺形折流板，可采用克恩公式當量直徑，由正三角形排列得=0.020（m）殼程流通截面積=0.240.8=0.042m殼程流體及雷諾數(shù)為u0=m/sRe0=0.020.176825/0.000715=4062m/s普蘭特準數(shù)粘度校正a0=0.36(0.140/0.02) 40620.5511.34 1=547W/(m2 )4.

6、5.2、管程對流傳熱系數(shù)管程流通截面積Si=0.7850.022107=0.0336m2管程體流速ui=(119362/(3600994)/ 0.0336=0.992m/sRe=0.020.992994/0.000725=27201.3普蘭特準數(shù)ai=0.023(0.626/0.02)27201.30.84.730.4=4730.2W/(m2)4.5.3、傳熱系數(shù)K查有關(guān)文獻知管外側(cè)污垢熱阻： 管內(nèi)側(cè)污垢熱阻： 管壁熱阻:查有關(guān)文獻知碳鋼在該條件下的熱導率為=45W/(m.K) =365.34.5.4、傳熱面積SS=Q/(Kt)=1353103/(365.332)=115.7m2該換熱器的實際

7、傳熱面積SpSp=d0L(N-nc)=3.140.0256(321-22)=140.8m2該換熱器的面積裕度為 =(140.8-115.7)/115.7 =21.69傳熱面積裕度合適，該換熱器能夠完成生產(chǎn)任務4.5.5、換熱器內(nèi)流體的流動阻力管程流動阻力Ft=1.4 Ns=1 Np=3由Re=27201 傳熱管相對粗糙度0.01/20=0.0005，查莫狄圖得f=0.032 W/(m2) 流速u=0.992m/s =994kg/m3 所以P1=0.032(6/0.02)(0.9922994)/2)=4733PaP2=39940.9922/2=1479PaPi=(4733+1479) 1.431=26091Pa105Pa管程流動阻力在允許的范圍之內(nèi)殼程流動阻力Ns=1 Fs=1.15 流體流經(jīng)管束的阻力F=0.5f=5.0Re0-0.228=54062-0.228=0.752nc=22 NB=23 u0=0.176m/s =0.50.75222(23+1) 8250.1762/2=2537Pa流體流過折流板缺口的阻力B=0.25m D=0.8mP2=23(3.5-(20.25/0.8) (8250.1762/2) =845Pa =(2537+845) 11.15 =507