列管式換熱器設(shè)計(jì)

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1、..列管式換熱器設(shè)計(jì)第一節(jié)???推薦的設(shè)計(jì)程序???一、工藝設(shè)計(jì)???1、作出流程簡(jiǎn)圖。???2、按生產(chǎn)任務(wù)計(jì)算換熱器的換熱量Q。???3、選定載熱體，求出載熱體的流量。???4、確定冷、熱流體的流動(dòng)途徑。???5、計(jì)算定性溫度，確定流體的物性數(shù)據(jù)（密度、比熱、導(dǎo)熱系數(shù)等）。???6、初算平均傳熱溫度差。???7、按經(jīng)驗(yàn)或現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)選取或估算Ｋ值，初算出所需傳熱面積。???8、根據(jù)初算的換熱面積進(jìn)行換熱器的尺寸初步設(shè)計(jì)。包括管徑、管長(zhǎng)、管子數(shù)、管程數(shù)、管子排列方式、殼體內(nèi)徑（需進(jìn)行圓整）等。???9、核算Ｋ。???1

2、0、校核平均溫度差D。???11、校核傳熱量，要求有15－25％的裕度。???12、管程和殼程壓力降的計(jì)算。???二、機(jī)械設(shè)計(jì)???1、殼體直徑的決定和殼體壁厚的計(jì)算。???2、換熱器封頭選擇。word教育資料..???3、換熱器法蘭選擇。???4、管板尺寸確定。???5、管子拉脫力計(jì)算。???6、折流板的選擇與計(jì)算。???7、溫差應(yīng)力的計(jì)算。???8、接管、接管法蘭選擇及開孔補(bǔ)強(qiáng)等。???9、繪制主要零部件圖。???三、編制計(jì)算結(jié)果匯總表???四、繪制換熱器裝配圖五、提出技術(shù)要求六、編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書第二節(jié)???列管

3、式換熱器的工藝設(shè)計(jì)???一、換熱終溫的確定???換熱終溫對(duì)換熱器的傳熱效率和傳熱強(qiáng)度有很大的影響。在逆流換熱時(shí)，當(dāng)流體出口終溫與熱流體入口初溫接近時(shí)，熱利用率高，但傳熱強(qiáng)度最小，需要的傳熱面積最大。???為合理確定介質(zhì)溫度和換熱終溫，可參考以下數(shù)據(jù)：???1、熱端溫差（大溫差）不小于20℃。???2、冷端溫差（小溫差）不小于5℃。???3、在冷卻器或冷凝器中，冷卻劑的初溫應(yīng)高于被冷卻流體的凝固點(diǎn)；對(duì)于含有不凝氣體的冷凝，冷卻劑的終溫要求低于被冷凝氣體的露點(diǎn)以下5℃。???二、平均溫差的計(jì)算???設(shè)計(jì)時(shí)初算平均溫差D

4、tｍ，均將換熱過(guò)程先看做逆流過(guò)程計(jì)算。word教育資料..???1、對(duì)于逆流或并流換熱過(guò)程，其平均溫差可按式（2－1）進(jìn)行計(jì)算：???????????????????????????????????????????（2—1）式中，、分別為大端溫差與小端溫差。當(dāng)時(shí)，可用算術(shù)平均值。??2、對(duì)于錯(cuò)流或折流的換熱過(guò)程，若無(wú)相變化，則要進(jìn)行溫差校正，即用公式（2－2）進(jìn)行計(jì)算。?????????????????????????????????????????????（2－2）式中是按逆流計(jì)算的平均溫差，校正系數(shù)可根據(jù)換熱器

5、不同情況由化工原理教材有關(guān)插圖查出。一般要求＞0.8，否則應(yīng)改用多殼程或者將多臺(tái)換熱器串聯(lián)使用。???三、傳熱總系數(shù)Ｋ的確定???計(jì)算Ｋ值的基準(zhǔn)面積，習(xí)慣上常用管子的外表面積。當(dāng)設(shè)計(jì)對(duì)象的基準(zhǔn)條件（設(shè)備型式、雷諾準(zhǔn)數(shù)Re、流體物性等）與某已知Ｋ值的生產(chǎn)設(shè)備相同或相近時(shí)，則可采用已知設(shè)備Ｋ值的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)作為自己設(shè)計(jì)的Ｋ值。表2－1為常見列管式換熱器Ｋ值的大致范圍。由表2－1選取大致Ｋ值，????????表2-1???列管式換熱器中的總傳熱系數(shù)K的經(jīng)驗(yàn)值?冷流體?熱流體?總傳熱系數(shù)W/m2.℃?水?水?850-1700?

6、水?氣體?17-280???word教育資料..水有機(jī)溶劑280-850?水?輕油?340-910?水?重油?60-280?有機(jī)溶劑?有機(jī)溶劑?115-340?水?水蒸汽冷凝?1420-4250?氣體?水蒸汽冷凝?30-300?水?低沸點(diǎn)烴類冷凝?455-1140?水沸騰?水蒸蒸汽冷凝?2000-4250?輕油沸騰?水蒸汽?455-1020用式（2－3）進(jìn)行Ｋ值核算。?????????????????????????????（2－3）式中：a－給熱系數(shù)，W/m2.℃；?????R－污垢熱阻，m2.℃／W；?????

7、δ－管壁厚度，mm；?????λ－管壁導(dǎo)熱系數(shù)，W/m.℃；下標(biāo)ｉ、ｏ、ｍ分別表示管內(nèi)、管外和平均。當(dāng)時(shí)近似按平壁計(jì)算，即：word教育資料..??????????在用式（2－3）計(jì)算Ｋ值時(shí)，污垢熱阻、通常采用經(jīng)驗(yàn)值，常用的污垢熱阻大致范圍可查《化工原理》相關(guān)內(nèi)容。???式中的給熱系數(shù)a，在列管式換熱器設(shè)計(jì)中常采用有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)值公式計(jì)算給熱系數(shù)a，工程上常用的一些計(jì)算a的經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式在《化工原理》已作了介紹，設(shè)計(jì)時(shí)從中選用。???四、傳熱面積A的確定???工程上常將列管式換熱器中管束所有管子的外表面積之和視為傳熱面積，

8、由式（2－4）和式（2－5）進(jìn)行計(jì)算。????????????????????????????????????????????????（2－4）??????????????????????????????????????????????????（2－5）式中：－基于外表面的傳熱系數(shù)，W/m2.℃??????－管子外徑，ｍ；?????L－每根管子的有效長(zhǎng)度，ｍ