浮頭式換熱器課程設計

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上目錄 專心-專注-專業(yè)一 設計任務書某生產(chǎn)過程中，需將6000kg/h的原油從175冷卻至130，壓力為0.4MPa；冷卻介質采用循環(huán)水，循環(huán)冷卻水的壓力為0.3MPa，循環(huán)水進口溫度25，出口溫度為55。試設計一臺列管式換熱器，完成該生產(chǎn)任務。二 設計計算2.1確定設計方案2.11 選擇換熱器類型 兩流體的溫度變化情況:原油進口溫度175，出口溫度130；循環(huán)冷卻水進口溫度25，出口溫度55?？紤]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)冷卻水較易結垢，若其流速太低，將會加速污垢增長速度，使換熱器的熱流量下降，故總

2、體考慮，應使循環(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：對于一般氣體和水等低黏度流體，其定性溫度可取流體進出口溫度的平均值。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物性數(shù)據(jù)如下：密度 820kg/m導熱系數(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 導熱系數(shù) 0.634W/m定壓比熱容 4.1744KJ/kg粘度 0.656mPas2.3 估計傳熱面積 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

3、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，取K=320。則估算的傳熱面積為：2.4 工藝結構尺寸 2.41 管徑和管內流速 選用較高級冷拔傳熱管（碳鋼），取管內流速 2.42 管程數(shù)和傳熱管數(shù) 可依據(jù)傳熱管內徑和流速確定單程傳熱管數(shù) 按單程管計算所需的傳熱管長度為 按單程管設計，傳熱管較長，宜采用多管程結構，根據(jù)本設計實際情況，可取傳熱管管長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)計算如下：按單殼程溫差校正系數(shù)應查有關圖表，可得：平均傳熱溫差 由于平均傳熱溫差校正系數(shù)大于

4、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，即每程內均按正三角形排列，隔板兩側采用正方形排列。取管心距 ；mm隔板中心到離其最近一排管中心距離按式計算：2.45 殼體直徑采用多管程結構，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 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 接管殼程流體進出口接管：取接管內原油流速為，則接管內徑為：圓整后可取管徑為60mm。管程流體進出口接管：取接管內循環(huán)水流速，則接管內徑為：圓整后

5、取管徑為60mm。2.5 換熱器核算 2.51 傳熱面積校核 （1）管程對流傳熱系數(shù)，按式計算： 管程流通截面積：管程流體流速和雷諾數(shù)分別為：普蘭特準數(shù)： （2） 殼程對流傳熱系數(shù)，對于圓缺形折流板，可采用克恩公式： 當量直徑由正三角形排列得：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（管壁內側）=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率為：（4） 總傳熱系數(shù)K （5） 傳熱面積校核，依式可得所計算傳熱系數(shù)面積為： 該換熱器的實際傳熱面積：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。2.52 換熱器內壓降的核算（1） 管程阻力由，傳熱管相對粗糙度，查莫狄圖得。流速：管程流動阻力在允許范圍內。（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 設計結果匯總表及圖 換熱器形式：浮頭式管口表傳熱面積（）：5符號尺寸用途工藝參數(shù)a名稱管程殼程b物料名稱循環(huán)水原油c操作壓強，0.30.4d操作溫度，25/55175/130e流量，kg/h4743.26000f流體密度，992.2820流速，0.470.23傳熱量，165總