列管式換熱器設(shè)計(jì)

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1、設(shè)計(jì)題目：列管式換熱器設(shè)計(jì)1、處理能力19.8×104t/a煤油2、設(shè)備型式列管式換熱器3、操作條件（1）煤油：入口溫度140°C，出口溫度40°C；（2）冷卻介質(zhì)：水，入口溫度30°C，出口溫度40°C（3）允許壓降：不大于1×105Pa（4）煤油定性溫度下的物性數(shù)據(jù)：ρ=825kg?m-3μ=7.15×10-4P啊Cp=2.22kJ?kg-1?K-1λ=0.14W?m-1?K-1（5）每年按330天計(jì)，每天24小時(shí)運(yùn)行（6）建廠地址：蘭州地區(qū)一、確定設(shè)計(jì)方案1.選擇換熱器的類型兩流體溫度變化情況：熱流體進(jìn)口溫度140，出口溫度40；冷流體（循環(huán)水）進(jìn)口溫度30，出口溫度40。

2、該換熱器用循環(huán)冷卻水冷卻，冬天操作時(shí)進(jìn)口溫度會(huì)降低，考慮到這一因素，估計(jì)該換熱器的管壁溫度和殼體壁溫之差較大，因此初步確定選擇帶膨脹節(jié)的固定管板式換熱器。2.流動(dòng)空間及流速確定由于循環(huán)冷卻水較易結(jié)垢，為便于水垢清洗，應(yīng)使循環(huán)水走管程，煤油走殼程。選用Ф25*2.5mm的碳鋼管，管內(nèi)流速ui=0.5m/s。二確定物性數(shù)據(jù)煤油的定性溫度：T=(140+40)/2=90℃????密度?????????ρ0＝825kg/m3定壓比熱容???Cp0＝2.22kJ/kg℃熱導(dǎo)率???????λ0＝0.14W/m℃粘度?????????μ0＝0.715mPa﹒s水的定性溫度：T=(30+40)

3、/2=35℃密度?????????ρi＝994kg/m3?定壓比熱容???Cpi＝4.08kJ/kg℃熱導(dǎo)率???????λi＝0.626W/m℃粘度????????μi＝0.725mPa﹒s三計(jì)算總傳熱系數(shù)1熱流量2.平均傳熱溫差3冷卻水用量4.總傳熱系數(shù)K管程傳熱系數(shù)殼程傳熱系數(shù)：假設(shè)殼程傳熱系數(shù)污垢熱阻Rsi=0.000516(蘭州水的硬度大)Rso=0.000172管壁的導(dǎo)熱系數(shù)四計(jì)算傳熱面積考慮15%的面積裕度五工藝結(jié)構(gòu)尺寸1.管徑和管內(nèi)流速選用Ф25*2.5mm的碳鋼管，取管內(nèi)流速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)(根)按單程管計(jì)算所需的傳熱長(zhǎng)度

4、為按單管程設(shè)計(jì)傳熱管過(guò)長(zhǎng)，所以采取多管程結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)取傳熱管長(zhǎng)l=6m則該換熱器的管程數(shù)為管程傳熱管總根數(shù)N=243×2=486根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)查有關(guān)圖表，可得平均傳熱溫差℃4.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,(焊接法)，則橫過(guò)管束中心線的管數(shù)根5.殼體內(nèi)經(jīng)采用多管程結(jié)構(gòu)，取管板利用率η=0.7，則殼體內(nèi)徑為mm圓整可取D=900mm6.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)經(jīng)的25%，則切去的圓缺高度為故取h=225mm取折流板間距B=0.

5、3D則可取B為300mm折流板數(shù)塊折流板圓缺面水平裝配7接管殼程流體進(jìn)出口接管：取接管內(nèi)煤油流速為u=1.0m/s,則接管內(nèi)徑為取標(biāo)準(zhǔn)管徑為100mm管程流體進(jìn)出口接管：取管內(nèi)循環(huán)水流速為u=0.5m/s則取標(biāo)準(zhǔn)管徑為310mm六換熱器核算1.熱量核算殼程對(duì)流傳熱系數(shù)對(duì)于圓缺形折流板當(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)分別為普蘭特準(zhǔn)數(shù)粘度校正管程對(duì)流傳熱系數(shù)管程流通截面積管程流體流速及其雷諾數(shù)分別為普蘭特準(zhǔn)數(shù)傳熱系數(shù)K傳熱面積S該換熱器的實(shí)際傳熱面積Sp=該換熱器的面積裕度為傳熱器面積裕度合適，該換熱器能夠完成生產(chǎn)任務(wù)。2.換熱器內(nèi)流體流動(dòng)阻力管程流動(dòng)

6、阻力Ns=1Np=2Ft=1.4由Re=13729傳熱管相對(duì)粗糙度查的流速ui=0.499m/sρ=993.95kg/m^3所以﹤10kpa管程流動(dòng)阻力在允許的范圍內(nèi)殼程阻力Ns=1Ft=1流體流經(jīng)管束的阻力F=0.5=Nc=26=19=0.143流體流過(guò)折流板缺口的阻力B=0.3D=0.9總阻力﹤10kpa殼程流動(dòng)阻力也比較適宜（四）換熱器主要結(jié)構(gòu)尺寸和計(jì)算結(jié)果換熱器型式：固定管板式換熱器面積（㎡）：208.9工藝參數(shù)名稱管程殼程物料名稱循環(huán)水煤油操作壓力，MPa0.10.1操作溫度，℃30/4040/140流量，kg/h13296625000流體密度，kg/993.95825

7、流速，m/s0.50.8傳熱量，kw1541.7總傳熱系數(shù)，w/㎡·k313對(duì)流傳熱系數(shù)，w/㎡·k2754483.7污垢系數(shù)，㎡·k/w0.0003440.000172阻力降，Pa24872186.6程數(shù)21使用材料碳鋼碳鋼管子規(guī)格Φ.5管數(shù)474管長(zhǎng)，mm6000管間距，mm32排列方式正三角形折流擋板型式弓形間距、mmmm200切口高度25%殼體內(nèi)徑，mm500保溫層厚度，mm項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)殼徑D(DN)500mm管尺寸￠25mmX2.5管程數(shù)Np（N）4管長(zhǎng)l（L）4.