浮头式换热器课程设计-7号.docxVIP

二设计计算

2.1确定设计方案

2.11选择换热器类型

两流体的温度变化情况:

间二甲苯进口温度115℃，出口温度65℃；

循环冷却水进口温度22℃，出口温度56℃。

考虑到换热器的管壁温度和壳体温度之差较大，因此初步确定选用浮头式换热器。

2.12管程安排

由于循环冷却水较易结垢，若其流速太低，将会加速污垢增长速度，使换热器的热流量下降，故总体考虑，应使循环冷却水走管程，间二甲苯走壳程。

2.2确定物性数据

定性温度：对于一般气体和水等低黏度流体，其定性温度可取流体进出口温度的平均值。

故壳程间二甲苯的定性温度为：

T=（115+65）/2=90℃

管程循环冷却水的定性温度为：

T=（56+22）/2=39℃

已知间二甲苯在定性温度下的有关物性数据如下：

密度??????????＝832.6kg/m

导热系数????????＝0.121W/m℃??

定压比热容???＝1.72kJ/kg℃???

粘度??????????＝3.25×10-4Pa﹒s???

循环冷却水在定性温度下的物性数据如下：

密度???????????＝992.3kg/m

导热系数????????＝0.634W/m℃??

定压比热容???＝4.17KJ/kg℃??

粘度??????????＝6.56×10-4Pa﹒s?

2.3估计传热面积

2.31热流量（忽略热损失）

Q0=W2CP(T1-T2)=19600*4.17*34=2778888kJ/h

2.32冷却水的用量

M=19600Kg/h

2.33平均传热温差

先按照纯逆流计算得：

计算两流体的平均传热温差TC平均传热温差\fC\l2，先按单壳程、多管程计算

逆流时，我们有

间二甲苯：115℃→65℃

水：56℃←22℃

从而Δtm＇=115-65

R=T

P=

查有关温差校正系数表，可得温度校正系数，所以校正后温度为Δtm=Δ

(4).冷却水用量

Wc=19600Kg/h

(5).总传热系数K

选择时，除要考虑流体的物性和操作条件外，还应考虑换热器的类型。

1.管程传热系数：

Re1=diuiρi

Pr1=cpμi

αi=

=λi

=m2?℃

2.壳程传热系数：

假设壳程的传热系数是：=600W/m2?℃

污垢热阻：Rsi=℃/W

Rso=m2℃/W

管壁的导热系数：=45m2℃/W

管壁厚度：b=

内外平均厚度：dm=

在下面的公式中，代入以上数据，可得

=395.8

(6).计算传热面积

由以上的计算数据，代入下面的公式，计算传热面积：

S=

考虑15%的面积裕度，则：

S=1.15S=

工艺设计

管径和管内流速

选用Φ25×2.5的碳钢管，管长6m，管内流速取ui=0.2。

管程数和传热管数

根据传热管的内径和流速，可以确定单程管子根数：

ns=Vi

按单程计算，所需传热管的长度是：

L=

若按单程管计算，传热管过长，宜采用多管程结构，可见取传热管长l=6m，则该传热管程数为：

N

则传热管的总根数为：

N=NP

平均传热温差校正及壳程数

Δtm＇=115-65-

此时：平均传热温差校正系数

R=

P=

按单壳程，多管程结构，查有关温差校正系数表，以1/R代替R，PR代替P，查同一直线，可得温度校正系数，所以校正后温度为Δtm=Δt

传热管排列和分程方法

采用组合排列法，即每程内均按正三角形排列，隔板两侧采用正方形排列。取管心距t=，则

横过管束中心线的管数

nc=1.19

壳程内径和换热管的选型汇总

(1)采用多管程结构，取管板利用率η=，则壳体内径为

D=1.05tNη=1.05×32×352

折流板

采用弓形折流板，取弓形折流板圆缺高度为壳体内径的25%,则切去的圆缺高度为h=0.25×800=200mm

故可取h=200mm，取折流板间距B=0.3D,则B=0.3×800=240mm，可取B为250mm。

折流板数NB

折流板圆缺水平装配。

壳程内径及换热管选型汇总

外壳直径D800mm

管排方式—正三角形

管程流通面积S

公称面积S260m2

管数n352

管程数